As temperature drops, molecular systems may undergo spontaneous ordering, moving from random behavior to orderly structure. This research demonstrates a direct analogy between this type of thermodynamic ordering in molecular systems and the development of coherent logic in computationally complex problem sets. We have proposed a mapping of Boolean SAT problem instances to pairwise Ising Hamiltonian models. Using simulated annealing, we then applied phenomenal cooling to the system through thermal evolution from high entropy random assignment to lower entropy, ordered assignments (the energy minima) using molecular cooling analogs. This indicated that there was a rapid "first-order" or "logical crystallization" of satisfiable logical configurations. The degree of backbone rigidity did not strongly correlate with the level of physical ordering observed in the system; thus, it appears that there is primarily a local alignment of constraint satisfaction occurring in the system. Thus, we have provided empirical evidence that satisfiable logical configurations are analogous to the low energy crystalline states observed in molecular systems and provide evidence for a unified thermodynamic view of computational coherence and complexity.


翻译:随着温度下降,分子系统可能发生自发有序化,从随机行为转变为有序结构。本研究论证了分子系统中此类热力学有序化与计算复杂问题集中连贯逻辑发展之间的直接类比。我们提出了布尔可满足性问题实例到成对Ising哈密顿模型的映射方法。通过模拟退火,我们利用分子冷却类比对系统施加了现象级冷却,使其从高熵随机赋值经由热演化转变为低熵有序赋值(能量极小值)。这表明可满足逻辑配置出现了快速的“一级相变”或“逻辑结晶”。骨架刚度程度与系统中观察到的物理有序化水平并未呈现强相关性;因此,系统内主要发生的是约束满足的局部对齐现象。由此,我们提供了经验证据:可满足逻辑配置类似于分子系统中观测到的低能晶态,并为计算连贯性与复杂性的统一热力学观点提供了佐证。

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