证书——收敛的单边证明
你无法判定收敛性,但往往可以给出一个见证(witness)来证明它。找到见证 ⇒ 收敛性得证;找不到 ⇒ 结论不明。可靠但不完备——这是半可判定式的松弛版本。
Lyapunov 证书一个函数
V(x) ≥ 0,仅在平衡点处为零,且沿轨迹严格递减(V̇ < 0),就证明了渐近稳定性。V是一种只会耗散、绝不回补的能量——所以状态必然跌落到谷底。
这一步的实质,是把全局的、语义层面的问题("所有轨迹都收敛吗?")换成一个局部的、可检验的问题("这个 V 是否处处递减?")。
- SOS 规划(Parrilo;Positivstellensatz):搜索一个可表示为平方和的多项式
V——这本质上是一个半正定规划问题。它把证书搜索自动化到某个次数上界之内(一个资源上界)。 - 秩函数(ranking function):程序的终止性是不可判定的,但一个映到良序集、且每一步都严格递减的映射能证明它——这正是 [[pc-well-founded-recursion|
P×C良基递归]]。 - 屏障证书(Prajna):一个把轨迹与不安全集合分隔开的函数,就证明了安全性。
联系: 门(gate)就是一次证书检查;recursion-convergence-contraction 的收缩系数 k<1 就是一个 Lyapunov 证书(V = 到不动点的距离)。harness 之所以能收敛,是因为它携带证书,而不是因为它能判定。