paperbot · PL 论文追踪

全部论文 待读 收藏

P2 One is all you need: Second-order Unification without First-order Variables

一个足矣:不含一阶变量的二阶合一
LMCS vol.Volume 22, Issue 22026匹配度 2/10 · 该论文研究二阶统一的可判定性与不可判定下界,属于逻辑与定理证明的基础理论,与用户关注的静态分析、Agentic程序、LLM辅助形式化验证、浮点程序分析及贝叶斯程序分析均无直接关联。虽然与形式化验证有间接理论联系,但既不涉及LLM/Agent,也不涉及程序分析工具或工业落地。引用 0 inbox
David M. Cerna, Julian Parsert
crossref: 2026-09-10

AI 速览

一句话:提出仅含一个二阶变量且无一阶变量的 SOGU 片段,并证明其结合变体 ASOGU 不可判定。

本文研究二阶合一的判定性,定义了一个新的片段 SOGU:只允许一个二阶变量,并且不允许一阶变量出现。作者进一步考察该片段的等式变体 ASOGU,其签名包含结合性二元函数符号。通过将希尔伯特第十问题归约到 ASOGU 的可合一性,论文证明 ASOGU 是不可判定的。该归约给出的不可判定下界比以往结果更强:此前需要一阶变量出现、多个二阶变量,或涉及长度递减重写系统的等式理论。此外,该归约在结合性被弱化为幂结合性(f(f(x,x),x)=f(x,f(x,x)))时仍然成立,因为构造只需一个常量。

问题
二阶合一的不可判定性下界能否在极弱片段中成立?具体地,只允许一个二阶变量且禁止一阶变量出现时,合一问题是否仍不可判定?
方法
定义 SOGU 及带结合二元函数符号的 ASOGU,将希尔伯特第十问题归约到 ASOGU 的可合一性;构造只需一个常量,并可适配幂结合限制。
评估
以归约证明 ASOGU 不可判定,并与已有结果比较以说明新的下界更强;同时论证结论在幂结合情形下仍成立。
原文摘要(Abstract)

We introduce a fragment of second-order unification, referred to as \emph{Second-Order Ground Unification (SOGU)}, with the following properties: (i) only one second-order variable is allowed, and (ii) first-order variables do not occur. We study an equational variant of SOGU where the signature contains \textit{associative} binary function symbols (ASOGU) and show that Hilbert's 10$^{th}$ problem is reducible to ASOGU unifiability, thus proving undecidability. Our reduction provides a new lower bound for the undecidability of second-order unification, as previous results required first-order variable occurrences, multiple second-order variables, and/or equational theories involving \textit{length-reducing} rewrite systems. Furthermore, our reduction holds even in the case when associativity of the binary function symbol is restricted to \emph{power associative}, i.e. f(f(x,x),x)= f(x,f(x,x)), as our construction requires a single constant.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@article{abs-2404-10616,
  title = {One is all you need: Second-order Unification without First-order Variables},
  author = {David M. Cerna and Julian Parsert},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 22, Issue 2},
  year = {2026},
  doi = {10.46298/lmcs-22(2:3)2026}
}