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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Conjugacy of One-Dimensional One-Sided Cellular Automata is Undecidable

verfasst von : Joonatan Jalonen, Jarkko Kari

Erschienen in: SOFSEM 2018: Theory and Practice of Computer Science

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Two cellular automata are strongly conjugate if there exists a shift-commuting conjugacy between them. We prove that the following two sets of pairs (FG) of one-dimensional one-sided cellular automata over a full shift are recursively inseparable:
(i)
pairs where F has strictly larger topological entropy than G, and
 
(ii)
pairs that are strongly conjugate and have zero topological entropy.
 
Because there is no factor map from a lower entropy system to a higher entropy one, and there is no embedding of a higher entropy system into a lower entropy system, we also get as corollaries that the following decision problems are undecidable: Given two one-dimensional one-sided cellular automata F and G over a full shift: Are F and G conjugate? Is F a factor of G? Is F a subsystem of G? All of these are undecidable in both strong and weak variants (whether the homomorphism is required to commute with the shift or not, respectively). It also immediately follows that these results hold for one-dimensional two-sided cellular automata.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Amoroso, S., Patt, Y.: Decision procedures for surjectivity and injectivity of parallel maps for tessellation structures. J. Comput. Syst. Sci. 6, 448–464 (1972)MathSciNetCrossRefMATH Amoroso, S., Patt, Y.: Decision procedures for surjectivity and injectivity of parallel maps for tessellation structures. J. Comput. Syst. Sci. 6, 448–464 (1972)MathSciNetCrossRefMATH
4.
Zurück zum Zitat Dartnell, P., Maass, A., Schwartz, F.: Combinatorial constructions associated to the dynamics of one-sided cellular automata. Theoret. Comput. Sci. 304, 485–497 (2003)MathSciNetCrossRefMATH Dartnell, P., Maass, A., Schwartz, F.: Combinatorial constructions associated to the dynamics of one-sided cellular automata. Theoret. Comput. Sci. 304, 485–497 (2003)MathSciNetCrossRefMATH
5.
Zurück zum Zitat Di Lena, P.: Decidable and computational properties of cellular automata. Department of Computer Science, University of Bologna, Ph.D. thesis (2007) Di Lena, P.: Decidable and computational properties of cellular automata. Department of Computer Science, University of Bologna, Ph.D. thesis (2007)
7.
Zurück zum Zitat Epperlein, J.: Topological conjugacies between cellular automata. Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften der Technischen Universität Dresden, Ph.D. thesis (2017) Epperlein, J.: Topological conjugacies between cellular automata. Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften der Technischen Universität Dresden, Ph.D. thesis (2017)
8.
Zurück zum Zitat Hurd, L.P., Kari, J., Culik, K.: The topological entropy of cellular automata is uncomputable. Ergod. Theory Dyn. Syst. 12, 255–265 (1992)MathSciNetCrossRefMATH Hurd, L.P., Kari, J., Culik, K.: The topological entropy of cellular automata is uncomputable. Ergod. Theory Dyn. Syst. 12, 255–265 (1992)MathSciNetCrossRefMATH
10.
14.
Zurück zum Zitat Kůrka, P.: Topological and Symbolic Dynamics, vol. 11. Société Mathématique de France (2003) Kůrka, P.: Topological and Symbolic Dynamics, vol. 11. Société Mathématique de France (2003)
16.
Zurück zum Zitat Aanderaa, S., Lewis, H.: Linear sampling and the \(\forall \exists \forall \) case of the decision problem. J. Symb. Logic 39(3), 519–548 (1974)MathSciNetCrossRefMATH Aanderaa, S., Lewis, H.: Linear sampling and the \(\forall \exists \forall \) case of the decision problem. J. Symb. Logic 39(3), 519–548 (1974)MathSciNetCrossRefMATH
17.
Zurück zum Zitat Nasu, M.: Textile systems for Endomorphisms and Automorphisms of the Shift, vol. 546. Memoirs of the American Mathematical Society (1995) Nasu, M.: Textile systems for Endomorphisms and Automorphisms of the Shift, vol. 546. Memoirs of the American Mathematical Society (1995)
Metadaten
Titel
Conjugacy of One-Dimensional One-Sided Cellular Automata is Undecidable
verfasst von
Joonatan Jalonen
Jarkko Kari
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-73117-9_16