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P2 A Probabilistic Higher-order Fixpoint Logic

概率高阶不动点逻辑(PHFL)
LMCS vol.Volume 17, Issue 42021匹配度 3/10 · 该论文属于程序语言与形式验证中的概率高阶不动点逻辑,虽与概率程序分析和形式化方法有理论关联,但与用户当前核心关注的 LLM/Agent 静态分析、AI→PL、浮点程序分析、贝叶斯程序分析及其与 LLM 的交叉均无直接交集,且偏纯理论研究,缺乏工程实现或工业落地内容。引用 2 inbox
Yo Mitani, Naoki Kobayashi, Takeshi Tsukada
crossref: 2026-09-10

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一句话:提出概率高阶不动点逻辑 PHFL,证明其表达力与模型检测的不可判定性,并用类型系统刻画可判定片段。

本文提出概率高阶不动点逻辑 PHFL,它既是高阶不动点逻辑的概率扩展,也可视为 PCTL 与 μ^p-演算的高阶扩展。作者研究 PHFL 的表达力与模型检测问题:证明 PHFL 严格强于 μ^p-演算;即使限制为仅含 μ 算子且阶为 1 的片段,其在有限马尔可夫链上的模型检测仍不可判定。对于完整 PHFL,作者给出从 Lubarsky μ-算术到 PHFL 的翻译,由此得到模型检测的 Π^1_1-困难与 Σ^1_1-困难。正面结果方面,论文用一种新颖的类型系统刻画了 PHFL 模型检测的一个可判定片段。

问题
如何在概率设定下扩展高阶不动点逻辑,并刻画其表达力以及模型检测问题的可判定性与复杂度。
方法
定义 PHFL,并通过与 μ^p-演算和 Lubarsky μ-算术的翻译/归约来比较表达力,同时设计新型类型系统以隔离可判定片段。
评估
评估以理论证明为主:给出表达力分离、不可判定性结果、Π^1_1/Σ^1_1 难度下界,以及基于类型系统的可判定片段刻画,未涉及实现或实验。
原文摘要(Abstract)

We introduce PHFL, a probabilistic extension of higher-order fixpoint logic, which can also be regarded as a higher-order extension of probabilistic temporal logics such as PCTL and the $\mu^p$-calculus. We show that PHFL is strictly more expressive than the $\mu^p$-calculus, and that the PHFL model-checking problem for finite Markov chains is undecidable even for the $\mu$-only, order-1 fragment of PHFL. Furthermore the full PHFL is far more expressive: we give a translation from Lubarsky's $\mu$-arithmetic to PHFL, which implies that PHFL model checking is $\Pi^1_1$-hard and $\Sigma^1_1$-hard. As a positive result, we characterize a decidable fragment of the PHFL model-checking problems using a novel type system.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot1259,
  title = {A Probabilistic Higher-order Fixpoint Logic},
  author = {Yo Mitani and Naoki Kobayashi and Takeshi Tsukada},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 17, Issue 4},
  year = {2021},
  doi = {10.46298/lmcs-17(4:15)2021}
}