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P2 First order distinguishability of sparse random graphs

稀疏随机图的一阶可区分性
LICS Proceedings of the 39th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science2024匹配度 0/10 · 论文研究稀疏随机图的一阶逻辑可区分性与量词深度,属于组合逻辑与随机图理论,与用户画像中的静态分析、程序分析、LLM/Agent、浮点程序分析及贝叶斯程序分析等方向完全无关。引用 0 inbox
Tal Hershko, Maksim Zhukovskii
crossref: 2026-09-12dblp: 2026-09-12arxiv: 2026-09-12

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一句话:证明稀疏随机图两份独立样本的一阶可区分量词深度取决于 α 的有理逼近,并给出上下界。

本文研究用一阶(FO)句子区分二项随机图 G(n,n^{-α}) 的两个独立样本的问题。Shelah 与 Spencer 证明,当 α∈(0,1) 为无理数时 G(n,n^{-α}) 满足 FO 零一律,因而任何固定 FO 句子都无法以渐近概率 1 区分两个样本;但区分所需句子的量词深度 k_α 可能随 n 增长。作者证明 k_α 取决于 α 能被有理数逼近的程度:对所有非 Liouville 的 α∈(0,1),k_α=Ω(ln ln ln n) w.h.p.;存在无理 α 使 k_α 任意缓慢增长 w.h.p.;并对所有 α∈(0,1) 给出上界。证明核心技术是生成非对称严格平衡图的随机算法,以及研究随机扰动图对称群的新方法。

问题
研究两个独立样本 G(n,n^{-α}) 能否被固定一阶句子区分,以及所需最小量词深度 k_α 如何随 α 与 n 变化。
方法
采用随机图渐近分析与组合构造,引入生成非对称严格平衡图的随机算法,并发展随机扰动图对称群的分析方法。
评估
以渐近概率 1(w.h.p.)下的量词深度上下界与构造性证明为评估,不涉及实验。
原文摘要(Abstract)

We study the problem of distinguishing between two independent samples [EQUATION], [EQUATION] of a binomial random graph G(n, p) by first order (FO) sentences. Shelah and Spencer proved that, for a constant α ∈ (0, 1), G(n, n−-α) obeys FO zero-one law if and only if α is irrational. Therefore, for irrational α ∈ (0, 1), any fixed FO sentence does not distinguish between [EQUATION] with asymptotical probability 1 (w.h.p.) as n → ∞. We show that the minimum quantifier depth kα of a FO sentence [EQUATION] distinguishing between [EQUATION] depends on how closely α can be approximated by rationals: • for all non-Liouville α ∈ (0, 1), kα = Ω(ln ln ln n) w.h.p.; • there are irrational α ∈ (0, 1) with kα that grow arbitrarily slowly w.h.p.; • [EQUATION] for all α ∈ (0, 1). The main ingredients in our proofs are a novel randomized algorithm that generates asymmetric strictly balanced graphs as well as a new method to study symmetry groups of randomly perturbed graphs.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@inproceedings{HershkoZ24,
  title = {First order distinguishability of sparse random graphs},
  author = {Tal Hershko and Maksim Zhukovskii},
  booktitle = {LICS},
  year = {2024},
  doi = {10.1145/3661814.3662117}
}