Ứng cử viên tự nhiên chống lại phỏng đoán đẳng cấu?


18

Giả thuyết Isomorphism nổi tiếng của Berman và Hartmanis nói rằng tất cả các ngôn ngữ NP -complete là đa thức thời gian đẳng cấu (p-isomorphic) với nhau. Ý nghĩa chính của phỏng đoán là nó ngụ ý . Nó đã được xuất bản vào năm 1977, và một bằng chứng hỗ trợ là tất cả các vấn đề -complete được biết đến vào thời điểm đó thực sự là p-đẳng cấu. Trong thực tế, tất cả chúng đều là paddable , đó là một tài sản tự nhiên tốt đẹp, và ngụ ý p-isomorphism một cách không cần thiết.PNPNP

Kể từ đó, niềm tin vào phỏng đoán ngày càng xấu đi, bởi vì các ngôn ngữ -complete ứng cử viên đã được phát hiện mà không có khả năng là p-đẳng cấu với , mặc dù vấn đề vẫn còn mở. Tuy nhiên, theo tôi biết, không ai trong số những ứng cử viên này đại diện cho các vấn đề tự nhiên ; chúng được xây dựng thông qua đường chéo với mục đích từ chối Giả thuyết đẳng cấu.NPSMộtT

Liệu có còn đúng không, sau gần bốn thập kỷ, tất cả các vấn đề -complete tự nhiên đã biết là p-đẳng cấu với ? Hoặc, có bất kỳ ứng cử viên tự nhiên được phỏng đoán ngược lại?S A TNPSMộtT


2
Tôi sẽ không từ chối, nhưng cá nhân tôi chống lại tất cả các câu hỏi yêu cầu sự tồn tại của một cái gì đó "tự nhiên" mà không xác định cái gì là tự nhiên. Tôi không nói rằng tôi chống lại tất cả các khái niệm "mờ", nhưng tôi nghĩ tự nhiên là quá rộng và một số tài sản mong muốn / không mong muốn cụ thể hơn nên được chỉ định thêm.
Sasho Nikolov

2
+1 Câu hỏi hay. @SashoNikolov, trước khi phát minh ra máy Turing, định nghĩa chính thức của thuật toán, khái niệm trực quan đã được biết đến và đã được sử dụng trong hàng ngàn năm. Thiếu định nghĩa chính thức về vấn đề tự nhiên không nên ngăn cản chúng ta sử dụng nó một cách không chính thức. Vấn đề tự nhiên là một khái niệm mà bạn biết nó khi bạn nhìn thấy nó.
Mohammad Al-Turkistany

4
Tôi đồng ý với Mohammad rằng bạn thường biết một vấn đề tự nhiên khi bạn nhìn thấy nó. Tuy nhiên, "tự nhiên" cũng phụ thuộc vào bối cảnh, và trong một số bối cảnh có một khái niệm rõ ràng hơn - hoặc có lẽ chỉ là một tập hợp lớn các ví dụ tự nhiên rõ ràng - được thỏa thuận tốt hơn - trong các bối cảnh khác. Tôi nghĩ rằng vấn đề trường hợp cụ thể (NP-đầy đủ) này rơi vào lớp cũ. Ví dụ: áp dụng hàm một chiều cho SAT để có được một vấn đề hoàn chỉnh NP khác (ý ​​tưởng cơ bản đằng sau một số ứng cử viên vi phạm Berman-Hartmanis) rõ ràng dẫn đến một vấn đề "không tự nhiên".
Joshua Grochow

4
Vấn đề với 'tự nhiên' trong thực tế ở đây trên cstheory.SE là câu hỏi thường dẫn đến một cơn bão 'không có người lừa đảo thực sự' trong đó mỗi câu trả lời mà OP không thích được coi là "không tự nhiên" đối với một bộ phát triển / thay đổi lý do.
Suresh Venkat

6
@Sasho, cá nhân tôi đọc "tự nhiên" mà không làm rõ thêm ý nghĩa: nó không phải là một vấn đề giả tạo để trả lời câu hỏi (hoặc tương tự), mọi người quan tâm đến vấn đề một cách độc lập.
Kaveh

Câu trả lời:


17

Tôi nghĩ rằng câu trả lời là có, thậm chí ngày nay không có vấn đề tự nhiên nào được biết đến là một ứng cử viên cho việc vi phạm Giả thuyết đẳng cấu.

Lý do chính là các vấn đề hoàn chỉnh NP tự nhiên thường rất dễ thấy là có thể giải quyết được, điều mà Berman và Hartmanis cho thấy đủ để trở thành đẳng cấu với SAT. Đối với các vấn đề liên quan đến biểu đồ tự nhiên, điều này thường liên quan đến việc thêm các đỉnh bổ sung, ví dụ như bị ngắt kết nối khỏi biểu đồ hoặc được kết nối theo một cách rất cụ thể (nhưng thường rõ ràng). Đối với phiên bản quyết định của các vấn đề tối ưu hóa, nó thường bao gồm việc thêm các biến giả mới mà không có ràng buộc nào đối với chúng. Và như thế.


1
Có, trong hầu hết các vấn đề đồ thị, phần đệm rất dễ dàng. Nhưng điều này có thể không luôn luôn giữ. Một ví dụ: có đúng là đồ thị là tam giác tự do và có đường dẫn Hamilton không? Ở đây, để bảo toàn thuộc tính, một đỉnh đệm mới phải kết nối với một số đường dẫn cũ (để cho phép đường dẫn Hamilton), nó phải kết nối với một tập độc lập (để tránh tạo ra một tam giác) và tập độc lập này phải sao cho nó có điểm cuối của ít nhất một đường dẫn Hamilton (để làm cho nó có thể mở rộng đến đỉnh mới). Nó không rõ ràng đối với tôi làm thế nào để đạt được điều này. Tất nhiên, người ta có thể tìm một số cách khác để đệm, tôi không chắc chắn.
Andras Farago

4
Đối với Hamiltonian Path, hãy xem bài viết Berman-Hartmanis gốc (Thm 7 (5) trong phiên bản STOC, Thm 8 (5) trong phiên bản tạp chí: dx.doi.org/10.1137/0206023 ). Xây dựng của họ không giới thiệu bất kỳ 3 chu kỳ chỉ đạo mới. Nếu bạn muốn tránh các hình tam giác thậm chí không có hướng, bạn có thể chia nhỏ một số cạnh trong cấu trúc của chúng với các đỉnh mới. Bạn cũng có thể thấy bài viết tiếp theo của họ rất thú vị, trong đó họ hiển thị các phương trình Diophantine bậc hai là p-iso với SAT: dx.doi.org/10.1016/0022-0000(78)90027-2
Joshua Grochow

1
@JoshuaGrochow Có một ví dụ phi tự nhiên chống lại phỏng đoán BH không?
T ....

2
@Turbo: Có, bộ k-creative ("bộ hoàn chỉnh được mã hóa") của Joseph và Young 1985: dx.doi.org/10.1016/0304-3975(85)90140-9
Joshua Grochow
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.