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P2 Multi-Structural Games and Number of Quantifiers

多结构博弈与量词数量
LMCS vol.Volume 21, Issue 12025匹配度 1/10 · 该论文属于有限模型论/逻辑与自动机方向,研究多结构博弈与一阶逻辑量词数量的精确刻画,与静态分析、LLM/Agent、浮点程序分析或贝叶斯程序分析均无直接关联。引用 0 inbox
Ronald Fagin, Jonathan Lenchner, Kenneth W. Regan, Nikhil Vyas
crossref: 2026-09-10

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一句话:提出多结构博弈,以轮数精确刻画一阶句子的量词数量,并完全刻画区分不同大小线性序所需的最少量词数。

论文研究多结构博弈:该博弈在两个结构集合 A 与 B 上进行,是 Ehrenfeucht-Fraïssé 博弈的推广。经典 EF 博弈刻画一阶句子的量词秩,而多结构博弈刻画量词总数:Spoiler 在第 r 轮获胜,当且仅当存在一个至多含 r 个量词的一阶句子 φ,使得 A 中每个结构都满足 φ,而 B 中每个结构都不满足 φ。作者利用该博弈完整刻画了区分不同大小线性序所需的最少量词数,并发展了可用于分析线性序之外结构的机器。

问题
如何用博弈方法刻画一阶逻辑句子的量词数量(而非量词秩),并确定区分不同大小线性序所需的最少量词数。
方法
定义多结构博弈,证明其轮数与一阶句子量词数量之间的精确对应,并借助博弈分析线性序区分问题及更一般结构。
评估
通过博弈语义的数学证明与组合分析,给出线性序情形的完整刻画,并说明所发展机器的适用性。
原文摘要(Abstract)

We study multi-structural games, played on two sets $\mathcal{A}$ and $\mathcal{B}$ of structures. These games generalize Ehrenfeucht-Fra\"{i}ss\'{e} games. Whereas Ehrenfeucht-Fra\"{i}ss\'{e} games capture the quantifier rank of a first-order sentence, multi-structural games capture the number of quantifiers, in the sense that Spoiler wins the $r$-round game if and only if there is a first-order sentence $\phi$ with at most $r$ quantifiers, where every structure in $\mathcal{A}$ satisfies $\phi$ and no structure in $\mathcal{B}$ satisfies $\phi$. We use these games to give a complete characterization of the number of quantifiers required to distinguish linear orders of different sizes, and develop machinery for analyzing structures beyond linear orders.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot3451,
  title = {Multi-Structural Games and Number of Quantifiers},
  author = {Ronald Fagin and Jonathan Lenchner and Kenneth W. Regan and Nikhil Vyas},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 21, Issue 1},
  year = {2025},
  doi = {10.46298/lmcs-21(1:10)2025}
}