Embodied computation and life: building blocks for open-ended evolution

Il presente lavoro si propone di sviluppare una analogia formale tra sistemi dinamici e teoria della computazione in relazione all’emergenza di proprietà biologiche da tali sistemi. Il primo capitolo sarà dedicato all’estensione della teoria delle macchine di Turing ad un più ampio contesto di funzioni computabili e debolmente computabili. Mostreremo quindi come un sistema dinamico continuo possa essere elaborato da una macchina computante, e come proprietà informative quali l’universalità possano essere naturalmente estese alla fisica attraverso questo ponte formale. Nel secondo capitolo applicheremo i risultati teorici derivati nel primo allo sviluppo di un sistema chimico che mostri tali proprietà di universalità, ponendo particolare attenzione alla plausibilità fisica di tale sistema.

Bounded Arithmetic and Randomized Computation

In this work, we develop a randomized bounded arithmetic for probabilistic computation, following the approach adopted by Buss for non-randomized computation. This work relies on a notion of representability inspired by of Buss' one, but depending on a non-standard quantitative and measurable semantic. Then, we establish that the representable functions are exactly the ones in PPT. Finally, we extend the language of our arithmetic with a measure quantifier, which is true if and only if the quantified formula's semantic has measure greater than a given threshold. This allows us to define purely logical characterizations of standard probabilistic complexity classes such as BPP, RP, co-RP and ZPP.