Perché gli informatici nel complesso lavorano supponendo che P ≠ NP?


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Proveniente da un background matematico, mi sembra interessante che nel complesso gli informatici tendano a lavorare supponendo che . Sebbene non ci siano prove in entrambi i modi, in generale, a meno che qualcosa non possa essere specificamente dimostrato non sia in matematica che in scienza, viene preso con una buona dose di forza. Sento che negli anni e anni le persone hanno cercato di confutare , il fatto che non sia stata ancora scoperta alcuna prova condurrebbe almeno alcuni scienziati a lavorare con i parametri di visualizzazione di come possibilmente vero. Tuttavia, vedo spesso persone che lavorano nel quadro di ciò che non è vero e mi chiedevo perché? Sembra più prudente supporre cheP = N P P = N P P = N P P = N PPNPP=NPP=NPP=NPin molti campi. Ho letto innumerevoli articoli su quanti campi informatici e CS adiacenti dovrebbero cambiare molto la loro attuale metodologia se si dimostrasse vero, quindi perché non si assume questo? Anche se è improbabile che possa essere provato in entrambi i modi in qualsiasi momento presto, sembra abbastanza strano fare affidamento su una congettura del genere. Sembra quasi fondamentale supporre che la congettura di Goldbach non sia valida in quanto non ci sono prove neanche per questo.P=NP


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La congettura di Goldbach non è l'analogia corretta. Perché i teorici dei numeri lavorano supponendo che l'ipotesi di Riemann sia vera?
Peter Shor,

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Queste non sono opinioni casuali basate esclusivamente sul fatto che nessuno ha smentito le cose; sono opinioni informate. Nessuno ha smentito l'esistenza di un piano proiettivo di ordine 12, ma quasi tutti pensano che non esista.
Peter Shor,

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@AJ "se discuti altrimenti verrai chiamato pazzo" ... se avessi una discussione interessante , sarebbe tutt'altro che pazzo, nella mia mente. Sarebbe estremamente importante. In diversi casi in cui i ricercatori hanno assunto qualcosa di simile a P = NP, siamo stati in grado di ricavare una contraddizione. Ad esempio i compromessi spazio-tempo per SAT. (Nota: l'attuale domanda in discussione non è nel campo di discussione di un argomento interessante. Afferma che P = NP è il presupposto più conservativo, senza motivazioni fornite.)
Ryan Williams

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In un certo senso, se assumiamo che P = NP, allora una grande parte del campo sarebbe appena chiusa. Niente più durezza di approssimazione, costruzioni esplicite, alcuni cripto primitivi. Se ciò fosse vero, quali altre domande interessanti potremmo porci?
Igor Shinkar,

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Non credo che OP abbia seriamente fatto i compiti su questa domanda. Questo è discusso in molti posti. Vedi ad esempio rjlipton.wordpress.com/2009/09/18/… , scottaaronson.com/blog/?p=1720 , i collegamenti forniti da Domotor, qualsiasi libro sulla teoria della complessità ..
Sasho Nikolov,

Risposte:


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Come regola generale, per qualsiasi problema irrisolto le persone tendono a congetturare l'affermazione che inizia con un quantificatore universale - dal momento che se fosse iniziato con uno esistenziale, ci si aspetterebbe di trovare una soluzione. Oltre a questo, questo argomento è stato discusso in molti altri posti, vedi https://en.wikipedia.org/wiki/P_versus_NP_problem#Reasons_to_believe_P_.E2.89.A0_NP o https://rjlipton.wordpress.com/conventional-wisdom -e-pnp / .

Aggiornamento: O il recente capitolo 3 qui: http://www.scottaaronson.com/papers/pnp.pdf


Per quanto mi piaccia questa risposta (e mi piace molto), sono un po 'preoccupato: puoi pronunciare la frase in diversi modi. Alcuni esempi: lingue abbiamo ; OR algoritmo st viene eseguito in poly-time e accetta iff ; O lingue NP-completo abbiamo ; OR un linguaggio completo NP NPP=NPLLPLNPAAAwwSATLLPLP. Alcune di queste affermazioni iniziano con esistenziali e alcune con quantificatori universali, quindi chiaramente non possiamo applicare la tua regola (il quantificatore universale implica probabilmente vero) a tutte le affermazioni.
Mikhail Rudoy,

@Mikhail: Davvero! Non sono sicuro di come si possa formalizzare quale opzione scegliere.
domotorp,

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@MikhailRudoy: devi fare attenzione a specificare quantificatori del primo ordine rispetto al secondo ordine. Quando dici " languages " è un quantificatore del secondo ordine, ma quando dici " algoritmo " è un quantificatore del primo ordine. Quindi la formulazione " algoritmo " ha zero quantificatori del secondo ordine ed è quindi più vicina alla vera "complessità logica" dell'istruzione "P = NP". Come frase del primo ordine, questa versione di "P = NP" inizia effettivamente con un quantificatore esistenziale. (Anche se questo non risolve completamente la tua obiezione, risolve i tuoi esempi specifici.LAA

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Ci sono molte eccezioni. Prima che si dimostrasse l'esistenza del gruppo di mostri, era una congettura iniziata con un quantificatore esistenziale. E per uno dei problemi di Clay (quello di Yang-Mills), il risultato ipotizzato inizia con un quantificatore esistenziale.
Peter Shor,


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I ricercatori lavorano secondo le ipotesi che ritengono più plausibili. Nel caso della teoria della complessità quasi tutti gli esperti pensano , quindi lavorano in base a tale presupposto, quindi abbiamo risultati più condizionati con rispetto a .PNPPNPP=NP

Aiuta anche che nel caso di problemi abbiano risposte più semplici (ad esempio implica che , ecc.) Dove ci sono più possibilità nel caso di . Ma ciò non significa che non abbiamo risultati condizionali con . Se vuoi dare un'occhiata a come sarebbero le cose in quel caso, controlla come Russell Impagliazzo chiama l'Algorithmika nei suoi cinque mondi.P=NPP=BPPPNPP=NP

Dai un'occhiata anche a Status of Impagliazzo's Worlds?

Russel ha tenuto un discorso al seminario IAS sui suoi mondi nel 2009 ( video ).


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Come regola generale, per qualsiasi problema irrisolto le persone tendono a congetturare l'affermazione che inizia con un quantificatore universale - dal momento che se fosse iniziato con uno esistenziale, ci si aspetterebbe di trovare una soluzione.

C'è una differenza nascosta tra congetture equivalenti a una come l'ipotesi di Riemann e congetture equivalenti a una come . Conosciamo già alcuni algoritmi (ovvero algoritmi di ricerca universali come la ricerca di Levin o la ricerca di Hutter) che sarebbero tempi polinomiali nel caso (beh, la ricerca di Levin funziona solo per sottoclassi sintattiche di = TFNP come PPA o fattorizzazione di interi , e Hutter di ricerca . .. ), ma che ancora non si stabilisce la congetture. Π 0 2 P N P P = N P F ( N P c o N P ) P N PΠ10Π20PNPP=NPF(NPcoNP)PNP

Ho letto innumerevoli articoli su quanti campi informatici e CS adiacenti dovrebbero cambiare molto la loro attuale metodologia se P = NP si dimostrasse vero, quindi perché non si assume questo?

Probabilmente intendi che dovremmo assumere una probabilità diversa da zero che , ad esempio supponendo che con probabilità 0,01% e con probabilità 99,99%. Molti scienziati informatici affermeranno che questo è più o meno ciò che fanno, ma non vedono come questa ipotesi dovrebbe alterare in modo sostanziale ciò che scrivono nei loro articoli.P = N P P N PP=NPP=NPPNP

Ciò che potrebbero fare diversamente sarebbe quello di affermare in modo più esplicito la relazione tra i tempi di autonomia raggiunti dalle riduzioni tra problemi. Ma quanto più esplicito? Dovrebbero provare a lavorare meno con e più con ( ) ( ) per dichiarare stime delle risorse nei teoremi? La domanda è se questo è realisticamente possibile, dal momento che anche strumenti di base come il teorema principale sono formulati in termini di , e non è chiaro quanto complicati diventerebbero in termini dif(n)=O(g(n))f(n)g(n)limnf(n)g(n)=1f(n)g(n)lim supnf(n)g(n)1f(n)=O(g(n))f(n)g(n) (o se tale formulazione sarebbe utile a tutti).


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Una delle giustificazioni per la notazione big-oh in molti modelli di macchine uniformi è che le costanti non sono robuste per il modello. Ad esempio, vedi il Teorema della velocità lineare. (E poi penso che usiamo ancora big-oh nei modelli non uniformi perché li stiamo effettivamente usando per cercare di capire i modelli uniformi ...)
Joshua Grochow

@JoshuaGrochow Anche se una notazione così grande può invocare un uso improprio , non penso che abbia bisogno di molte giustificazioni. Spesso esprime in modo succinto esattamente ciò che vogliamo dire. Ho solo cercato di trovare annotazioni altrettanto sintetiche per situazioni in cui potremmo essere più espliciti. (Quando ci troviamo a riferirci alla dimostrazione anziché al teorema, allora questa è una situazione tipica in cui probabilmente dovremmo essere più espliciti. Questo spiega in che modo può essere utile la logica costruttiva / intuizionista.)
Thomas Klimpel,
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