Tại sao các nhà khoa học máy tính trên toàn bộ công trình theo giả định rằng P NP?


12

Xuất thân từ một nền tảng toán học, có vẻ thú vị với tôi rằng trên toàn bộ các nhà khoa học máy tính có xu hướng làm việc theo giả định rằng . Mặc dù không có bằng chứng nào cả, nói chung, trừ khi một cái gì đó có thể được chứng minh cụ thể trong cả toán học và khoa học, nó được thực hiện với một lượng sức mạnh khá lớn. Tôi cảm thấy rằng trong nhiều năm và mọi người đã cố gắng từ chối , thực tế là không có bằng chứng nào được phát hiện nhưng ít nhất sẽ khiến một số nhà khoa học máy tính làm việc trong các tham số xem là có thể đúng. Tuy nhiên, tôi thường thấy những người làm việc trong khuôn khổ của nó không đúng sự thật và tôi đã tự hỏi tại sao? Có vẻ bảo thủ hơn khi cho rằngPNPP=NPP=NPP=NPtrong nhiều lĩnh vực. Tôi đã đọc vô số bài báo về việc có bao nhiêu lĩnh vực khoa học máy tính và CS liền kề sẽ phải thay đổi rất nhiều phương pháp hiện tại của họ nếu được chứng minh là đúng, vậy tại sao điều này không được giả định? Mặc dù khó có thể được chứng minh dù là bất cứ lúc nào sớm, nhưng có vẻ hơi kỳ quặc khi phụ thuộc quá nhiều vào một phỏng đoán như thế. Gần như có vẻ tối quan trọng khi cho rằng phỏng đoán của Goldbach là không hợp lệ vì cũng không có bằng chứng nào cho điều đó.P=NP


8
Phỏng đoán của Goldbach không phải là sự tương tự chính xác. Tại sao các nhà lý thuyết số làm việc theo giả định rằng giả thuyết Riemann là đúng?
Peter Shor

2
Đây không phải là những ý kiến ​​ngẫu nhiên chỉ dựa trên thực tế là không ai có ý kiến ​​phản đối; họ được thông báo ý kiến. Không ai từ chối sự tồn tại của một mặt phẳng chiếu thứ tự 12, nhưng gần như mọi người đều nghĩ rằng nó không tồn tại.
Peter Shor

6
@AJ "nếu bạn tranh luận nếu không bạn sẽ bị gọi là điên" ... nếu bạn có một cuộc tranh luận thú vị , thì nó sẽ khác xa với sự điên rồ, trong tâm trí của tôi. Nó sẽ cực kỳ quan trọng. Trong một số trường hợp mà các nhà nghiên cứu đã giả định một cái gì đó tương tự như P = NP, chúng tôi đã có thể rút ra được một mâu thuẫn. Ví dụ, sự đánh đổi không gian thời gian cho SAT. (Lưu ý: câu hỏi hiện tại đang thảo luận không nằm trong phần tranh luận thú vị. Nó khẳng định rằng P = NP là giả định bảo thủ hơn, không có lý do nào được đưa ra.)
Ryan Williams

3
Theo một cách nào đó, nếu chúng ta giả sử rằng P = NP, thì một phần lớn của trường sẽ bị đóng lại. Không còn độ cứng gần đúng, các cấu trúc rõ ràng, một số nguyên thủy tiền điện tử. Nếu điều này là đúng, chúng ta có thể hỏi những câu hỏi thú vị nào khác?
Igor Shinkar

11
Tôi không nghĩ OP đã nghiêm túc làm bài tập về nhà cho câu hỏi này. Điều này được thảo luận ở nhiều nơi . Xem ví dụ rjlipton.wordpress.com/2009/09/18/... , scottaaronson.com/blog/?p=1720 , các liên kết Domotor đã đưa ra, bất kỳ cuốn sách về lý thuyết độ phức tạp ..
Sasho Nikolov

Câu trả lời:


13

Theo nguyên tắc thông thường, đối với bất kỳ vấn đề chưa được giải quyết, mọi người có xu hướng phỏng đoán tuyên bố bắt đầu bằng một bộ định lượng phổ quát - vì nếu nó bắt đầu bằng một vấn đề hiện sinh, thì người ta sẽ mong muốn có một giải pháp được tìm thấy. Ngoài ra, chủ đề này đã được thảo luận ở một số nơi khác, xem https://en.wikipedia.org/wiki/P_versus_NP_probols#R Reason_to_believe_P_.E2.89.A0_NP hoặc https://rjlipton.wordpress.com/convental-wisdom -và pnp / .

Cập nhật: Hoặc Chương 3 gần đây tại đây: http://www.scottaaronson.com/ con / pnp.pdf


Nhiều như tôi thích câu trả lời này (và tôi rất thích nó), tôi hơi lo ngại: bạn có thể diễn đạt câu lệnh theo nhiều cách. Một số ví dụ: ngôn ngữ L chúng ta có L PP=NPL ; OR thuật toán A st A chạy trong đa thời gian và A chấp nhận w iff w S A T ; HOẶC NP-đầy đủ ngôn ngữ L chúng ta có L P ; HOẶC NP-đầy đủ ngôn ngữ L P . Một số trong các câu lệnh này bắt đầu bằng sự tồn tại và một số với các bộ lượng hóa phổ quát, vì vậy rõ ràng chúng tôi không thể áp dụng quy tắc của bạn (bộ định lượng phổ quát có thể đúng) cho tất cả các câu lệnh. LPLNPAAAwwSATLLPLP
Mikhail Rudoy

@Mikhail: Thật vậy! Tôi không chắc người ta có thể chính thức chọn lựa chọn nào.
domotorp

1
@MikhailRudoy: Bạn phải cẩn thận để chỉ định số lượng thứ nhất so với số lượng thứ hai. Khi bạn nói " ngôn ngữ L " đó là bộ định lượng thứ hai, nhưng khi bạn nói " thuật toán A " thì đó là bộ định lượng thứ nhất. Vì vậy, công thức " thuật toán A " không có bộ lượng tử bậc hai, và do đó gần với "độ phức tạp logic" thực sự của câu lệnh "P = NP." Là một câu thứ nhất, phiên bản "P = NP" này thực sự bắt đầu bằng một bộ lượng hóa hiện sinh. (Mặc dù điều này không giải quyết hoàn toàn sự phản đối của bạn, nhưng nó giải quyết các ví dụ cụ thể của bạn.LAA

3
Có nhiều trường hợp ngoại lệ. Trước khi nhóm quái vật được chứng minh là tồn tại, đó là một phỏng đoán bắt đầu bằng một bộ lượng hóa hiện sinh. Và đối với một trong những vấn đề của Clay (một trong những vấn đề của Yang-Mills), kết quả được phỏng đoán bắt đầu bằng một bộ lượng hóa hiện sinh.
Peter Shor


0

Các nhà nghiên cứu làm việc theo các giả định mà họ cho là hợp lý hơn. Trong trường hợp của lý thuyết độ phức tạp hầu hết các chuyên gia cho rằng , vì vậy họ làm việc dưới giả định rằng, do đó chúng tôi có kết quả có điều kiện hơn với P N P giả định hơn P = N P .PNPPNPP=NP

Nó cũng giúp rằng trong trường hợp của vấn đề có câu trả lời đơn giản hơn (ví dụ như nó ngụ ý rằng P = B P P , vv) nơi như có khả năng hơn trong trường hợp của P N P . Nhưng điều đó không có nghĩa là chúng tôi không có kết quả có điều kiện với P = N P . Nếu bạn muốn có một cái nhìn về mọi thứ sẽ như thế nào trong trường hợp đó, hãy kiểm tra những gì Russell Impagliazzo gọi là Thuật toán trong năm thế giới của anh ấy.P=NPP=BPPPNPP=NP

Ngoài ra hãy xem Trạng thái của Thế giới của Impagliazzo?

Russel đã nói chuyện tại hội thảo IAS về thế giới của anh ấy vào năm 2009 ( video ).


-1

Theo nguyên tắc thông thường, đối với bất kỳ vấn đề chưa được giải quyết, mọi người có xu hướng phỏng đoán tuyên bố bắt đầu bằng một bộ định lượng phổ quát - vì nếu nó bắt đầu bằng một vấn đề hiện sinh, thì người ta sẽ mong muốn có một giải pháp được tìm thấy.

Có một ẩn chênh lệch giữa phỏng đoán tương đương với một câu như Riemann giả thuyết và phỏng đoán tương đương với một Π 0 2 câu như P N P . Chúng tôi loại đã biết một số thuật toán (tức là tìm kiếm phổ quát thuật toán như Levin tìm kiếm hoặc tìm kiếm Hutter) đó sẽ là thời gian đa thức trong trường hợp P = N P (tốt, Levin tìm kiếm chỉ hoạt động cho lớp con cú pháp của F ( N P c o N P ) = TFNP nhưΠ10Π20PNPP=NPF(NPcoNP)PPA hoặc hệ số nguyên , và tìm kiếm Hutter . .. ), nhưng điều đó vẫn không giải quyết được phỏng đoán PNP

Tôi đã đọc vô số bài báo về việc có bao nhiêu lĩnh vực khoa học máy tính và CS liền kề sẽ phải thay đổi rất nhiều phương pháp hiện tại của họ nếu P = NP được chứng minh là đúng, vậy tại sao điều này không được giả định?

Bạn có thể có nghĩa là chúng ta nên giả định một-zero phi xác suất mà , ví dụ bằng cách giả sử rằng P = N P với xác suất 0,01% và P N P với xác suất 99,99%. Nhiều nhà khoa học máy tính sẽ tuyên bố rằng đây ít nhiều là những gì họ làm, nhưng họ không thấy giả định này sẽ thay đổi những gì họ viết trong bài báo của họ theo bất kỳ cách đáng kể nào.P=NPP=NPPNP

Những gì họ có thể làm khác nhau sẽ là nói rõ mối quan hệ giữa thời gian chạy đạt được bằng cách giảm giữa các vấn đề rõ ràng hơn. Nhưng rõ ràng hơn bao nhiêu? Họ nên cố gắng làm việc ít hơn với và nhiều hơn nữa với f ( n ) ~ g ( n ) ( lim n f ( n )f(n)=O(g(n))f(n)g(n)) vàf(n)g(n)(sup limnf(n)limnf(n)g(n)=1f(n)g(n)) cho tuyên bố ước tính tài nguyên trong định lý? Câu hỏi đặt ra là liệu điều này có thực tế hay không, vì ngay cả các công cụ cơ bản nhưđịnh lý chủcũng được xây dựng theof(n)=O(g(n)), và không rõ chúng sẽ trở nên phức tạp như thế nào vềf(n)g(n)(hay một công thức như vậy sẽ có ích gì cả).lim supnf(n)g(n)1f(n)=O(g(n))f(n)g(n)


1
Một trong những lời biện minh cho ký hiệu lớn trong nhiều kiểu máy đồng nhất là các hằng số không mạnh đối với kiểu máy. Ví dụ, xem Định lý tăng tốc tuyến tính. (Và sau đó tôi nghĩ rằng chúng ta vẫn sử dụng big-oh trong các mô hình không đồng phục bởi vì chúng ta thực sự sử dụng chúng để cố gắng hiểu các mô hình đồng phục ...)
Joshua Grochow

@JoshuaGrochow Ngay cả những ký hiệu lớn như vậy cũng có thể mời sử dụng sai , tôi không nghĩ rằng nó cần nhiều sự biện minh. Nó thường diễn đạt ngắn gọn chính xác những gì chúng ta muốn nói. Tôi chỉ cố gắng tìm các ký hiệu cô đọng tương tự cho các tình huống là chúng ta có thể rõ ràng hơn. (Khi chúng ta thấy chính chúng ta đề cập đến bằng chứng thay vì định lý, thì đây là một tình huống điển hình mà chúng ta có lẽ nên rõ ràng hơn. Điều này xuất hiện trong giải thích làm thế nào logic logic trực giác có thể hữu ích.)
Thomas Klimpel
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.