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」
林燃在黑板上写下了两个大写的英文字母,中间用一个巨大的问号连接:
P=NP?
「在座的各位可能听说过,也可能没有。
这是我在思考如何下赢这场对局时,提炼出的核心矛盾。
首先让我介绍一下什么是P,什么是NP。」
在1970年,计算机已经出现,但算法复杂度的概念还未普及。
图灵机是数学家的常识,但P和NP的严格定义对大多数人来说太抽象。
「假设我是一个图书管理员,有学生交给我一千张乱序的索引卡片,让我把它们按照字母顺序排好。
这很难吗?」
不难。
虽然繁琐,但我有一套固定的流程:我比较第一张和第二张,把小的放前面,然后看第三张。
无论这堆卡片是一千张还是一万张,我需要花费的时间都是可预期的。
随著卡片数量的增加,我的工作量虽然会增加,但这种增加是温和的、线性的,或者是平方级的。
只要给我足够的时间,我一定能完成。
这就是P。
这类问题,只要这就是一套有效的程序,无论数据规模多大,我们的电子计算机都能计算出答案。
但是,这个世界上还有另一类问题。
它们需要所谓的天才灵感。
这就是NP。
现在,请各位想像一下。
不是让我去排序卡片,而是让我去破解一个没有密码的保险箱。
或者,让我把那一千张被撕碎的索引卡片,重新拼回一张完整的纸。
如果我运气好到极点,或者说像诸位经常在私下所说的那样,有上帝在我耳边低语。
上帝悄悄告诉了我密码组合,我输入密码,咔嚓一声保险箱就开了。
这时候,验证这个密码是否正确,验证只需一瞬间。
这就是NP的核心:验证它是容易的P,但找到它,如果你没有上帝的指引,我们甚至毫无办法。
所以,诸位,这个等式的含义就是:在这个宇宙中,到底有没有一把万能钥匙?
如果P=NP,那就意味著,凡是能被迅速检验的,就能被迅速发现。
这意味著拼好一千张碎纸片和给一千张卡片排序一样简单;破解保险箱密码和旋转把手开门一样容易。
这意味著,在座的各位家,你们不需要再去苦思冥想寻找证明路径。
只要这个定理的证明是可以被检验的,那么计算机就能在瞬间替你写出证明过程。
我们假设,围棋的每一步最优解,是那个外星文明通过某种算法计算出来的O
那么,对于我们人类来说,验证一步棋是否是好棋,相对容易。
这是P类问题。
比如,外星人下了一步,我们事后分析,也能看出它的妙处。
但是,寻找这步最优解,对于我们来说,却难如登天。
我们需要在近乎无穷变化中去碰运气。
外星文明通过围棋向我展示了完美的解。
外星文明之所以能碾压我们,只有两种可能。」
林燃竖起第一根手指:「第一,他们的算力已经达到了暴力穷举10的171次方的地步,那就是物理层面的碾压,我们无可奈何。」
他竖起第二根手指:「第二,他们证明了P=NP,或者找到了某种接近P=NP的近似算法。
他们掌握了通往数学真理的捷径。
他们不需要穷举,他们是通过逻辑的钥匙直接打开了迷宫的大门。
如果是前者,我们是在和上帝下棋。
如果是后者,我们是在和更高维的数学下棋。」
在座对计算机有所了解的,感觉自己看到了上帝,这概念太牛逼了。
(备注:NP=P问题发表于1971年,1973年被苏俄科学家独立发现,此时还没有。)
但对计算机不了解的数学家,则感觉自己云里雾里,连问题都听不太懂,哪怕林燃用了很浅显的比喻。
「这就是我请求各位协助的原因。
NASA发起围棋比赛,是筛选人类中直觉最好的大脑,试图用直接去对抗。
而在座的各位,你们的大脑更重要。
NASA需要你们从数学的角度,去思考这个博弈系统的本质。
去思考算法的复杂度,去思考是否存在一种数学结构,可以简化围棋的搜索空间。
如果在座的哪位,能够证明P=NP,或者证明P不等于NP,那么你对人类文明的贡献,将超越阿波罗登月,超越核武器。
我认为这是最顶级的数学问题。」
台下绝大部分数学家内心都是一个想法:我?你都想不明白让我想明白?这是不是太高看我了,我几斤几两还是很清楚的,我从来没想过自己能去思考最顶级的