P/NP問(wèn)題趣史

《可能與不可能的邊界》讀書(shū)筆記

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)極大推動(dòng)了人類社會(huì)文明的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)將世界上的信息呈現(xiàn)在我們眼前,幫助我們梳理信息。計(jì)算機(jī)既可以執(zhí)行龐大的運(yùn)算,也可以幫助人們彼此交流,既可以識(shí)別人的聲音、動(dòng)作,也可以獲悉人們的喜好,并據(jù)此推薦圖書(shū)、音樂(lè)和電影。目前,離人工智能普及的時(shí)代已經(jīng)不遠(yuǎn),無(wú)人駕駛的汽車將隨處可見(jiàn)。這么說(shuō),計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)直是無(wú)所不能。
真的是這樣嗎?這本書(shū),講述了許許多多的計(jì)算問(wèn)題,其中一部分可能永遠(yuǎn)都無(wú)法用簡(jiǎn)單的計(jì)算得到答案。如何解決它們已經(jīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)乃至整個(gè)數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域最重要的挑戰(zhàn)。這些問(wèn)題就是P/NP問(wèn)題。
P/NP問(wèn)題是克雷數(shù)學(xué)研究所公布的7個(gè)千禧年數(shù)學(xué)難題之一,該研究所為求解這些問(wèn)題設(shè)立了百萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。P指的是用計(jì)算機(jī)能很快求解的問(wèn)題,NP指的是我們想找到最優(yōu)解的問(wèn)題。如果P=NP,那么我們將很容易找到任意給定問(wèn)題的解。P=NP意味著我們所了解到的社會(huì)將發(fā)生巨變,一切任務(wù)的自動(dòng)化程度都會(huì)發(fā)生質(zhì)的飛躍。
相反,如P≠NP,那么就總會(huì)有部分問(wèn)題無(wú)法迅速得到解決。不過(guò)也無(wú)關(guān)緊要,我們可以根據(jù)具體情況研發(fā)某些技術(shù)去解決這些問(wèn)題。P≠NP意味著不可能用自動(dòng)化的方法解決所有問(wèn)題。然而,知道哪些工具不好用也有主語(yǔ)人們找到更多好用的工具。
人類社會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻都在追尋的最有效率的方法,P=NP也是科學(xué)家們一直在苦苦尋找的答案,未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的研究是不是能讓P/NP問(wèn)題便的無(wú)足輕重?也許不能,但這也是解決復(fù)雜問(wèn)題的一個(gè)重要方法。我們面臨計(jì)算領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn),如何分析每天產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)?所有事物都能聯(lián)網(wǎng),世界將會(huì)變成什么樣子的?要解決這些問(wèn)題,P/NP問(wèn)題只會(huì)變得更為關(guān)鍵。


有關(guān)P/NP最有意思的地方還是本書(shū)的第二章,講述了一個(gè)P=NP的科幻世界。一切事物都變的簡(jiǎn)單高效,計(jì)算機(jī)有了人的頭腦,人類社會(huì)的創(chuàng)造力與勞動(dòng)力都在慢慢流失,社會(huì)變得不穩(wěn)定。最終,人民愿意時(shí)光倒流,逃離這個(gè)算法帶來(lái)的世界。
也許,自動(dòng)化的美好世界永遠(yuǎn)不會(huì)到來(lái),但是我們探索的進(jìn)程仍在繼續(xù),如果我們證明了P=NP,可能就掌握了這個(gè)世界的真理,人類的創(chuàng)造力是很強(qiáng)大的,只要有夢(mèng)想在前方召喚,我們最終就一點(diǎn)能設(shè)法到達(dá)。

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