¿Por qué la mayoría de los científicos creen que P ≠ NP?


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Leí que la mayoría de los científicos no creen que P = NP. Puede ser subjetivo, pero ¿puedes simplificar por qué no? No estoy lo suficientemente informado como para tener una opinión, pero me gustaría saber las definiciones y alguna explicación "bastante simple" de por qué creer en uno u otro caso, por ejemplo, ¿por qué incluso creer que se puede probar?


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¿ Viste el problema P versus NP si se presentan varios argumentos? Encuentro la respuesta de Wikipedia a su pregunta bastante valiosa.
J.-E.

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Varios argumentos para esto se pueden encontrar aquí: scottaaronson.com/blog/?p=122
Tpecatte

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@Timot Muchas gracias por señalar este blog. En realidad, es la última referencia dada en la página de wikipedia, pero realmente vale la pena darle un enlace directo. Tal vez deberías publicar tu comentario como respuesta.
J.-E.

Respuestas:


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Un problema de NP completo puede transformarse en otro problema de NP completo. Hay una gran cantidad de problemas conocidos de NP completo, de hecho, incluso se podría decir que cualquier problema realmente interesante es NP completo. Entonces, si conoce una forma de resolver cualquier problema NP-completoX rápidamente, puede tomar cualquier otro problema NP-completo, transformarlo en una instancia de X, y resuelve eso rápidamente también.

Varias investigaciones inteligentes han dedicado mucho tiempo a investigar estos problemas difíciles. A pesar de todos los esfuerzos y años, todavía no tenemos un algoritmo de tiempo polinómico para ninguno de los problemas de NP completo. También tenemos resultados condicionales de la forma "si puede hacerlo más rápido / mejor, entonces P = NP".

En cuanto a probar el reclamo, quizás no sepamos mucho a ciencia cierta. Lo que sí sabemos es que cualquiera que sea la prueba, no puede ser de cierto tipo. Entonces, al menos si alguna vez hubo una prueba, tendrá que abordar cómo evita algunas dificultades conocidas.

Para más detalles, primero puede echar un vistazo al libro de Sipser y luego al libro de Arora-Barak.


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Estoy totalmente en desacuerdo con su afirmación de que "cualquier problema realmente interesante es NP-completo".
András Salamon

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P ≠ NP parece ser una especie de "límite de velocidad computacional" o "teorema de no almuerzo gratis" o "cuello de botella fundamental" del cual hay muchos otros ejemplos similares de muchas ramas de la ciencia, las matemáticas e incluso la física. La cantidad de cómputo requerida para resolver un problema SAT es exponencial en todos los algoritmos conocidos, y hay muchos que han sido inventados a lo largo de los años por los mejores investigadores. décadas de investigación se han dedicado a resolver SAT solo, de hecho, durante más de medio siglo de investigación, por ejemplo, desde el algoritmo de Davis Putnam, que fue encontrado y analizado en ~ 1960, incluso una década antes de la teoría de la integridad de NP a principios de la década de 1970.

intuitivamente P ≠ NP afirma que no importa cuán brillantemente creativo sea el diseñador del algoritmo, existen límites fundamentales para mejorar la eficiencia del código. de esta manera, incluso tiene paralelos con las leyes físicas, por ejemplo, la termodinámica. se puede interpretar como un límite en la cantidad de procesamiento de información que cualquier sistema físico puede realizar por vez .

pero, nadie piensa que hay una razón "bastante simple" de que el teorema es verdadero, al menos en el sentido de la estructura de prueba, porque si existiera tal razón, parece que ya se descubriría. en otras palabras, parece ser cierto, pero la razón es "extremadamente complicada". posiblemente después de algunas décadas de investigación futura y análisis / simplificación después de que se demuestre, podría comenzar a parecer "más simple" en 20-20 en retrospectiva / retrospectiva, algunas pruebas, especialmente las críticas, pasan por ese proceso algo evolutivo con el tiempo.

Otro ángulo sobre esto es que la criptografía moderna se basa en la existencia de funciones "duras" y funciones de tipo "trampilla" en las que el cálculo es fácil de una manera y no de la otra. en otras palabras, los investigadores confían tanto en la creencia de que P ≠ NP que han construido sistemas criptográficos elaborados basados ​​en la premisa.

sin embargo, una pequeña minoría de investigadores "no descarta" P = NP, algunos de ellos expertos expertos, por ejemplo, RJ Lipton .

Una de las razones de estas publicaciones es que creo que gran parte de lo que creemos como comunidad sobre P=?NP puede ser, en el mejor de los casos, conjeturas y, en el peor, simplemente erróneo. La mayoría piensa que "obviamente" P ≠ NP, sin embargo, no estoy tan seguro. Realmente creo que lo contrario también podría sostenerse.

mira estas lindas encuestas de Gasarch

[1] Gasarch P vs NP encuesta I, 2002

[2] Gasarch P vs NP encuesta II, 2012

En cuanto a su comprobabilidad inherente, existe un serio debate de expertos sobre ese tema. vea esta referencia / encuesta, y también un famoso artículo galardonado.

[3] ¿P ≠ NP es formalmente independiente? Aaronson

[4] Pruebas naturales Razborov / Rudich


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"intuitivamente, P ≠ NP establece que [...] existen límites fundamentales para mejorar la eficiencia del código". Es cierto, pero tenga en cuenta que el teorema de la jerarquía del tiempo ya dice eso, lo dice con más detalle quePNP y lo dice de una manera que sigue siendo cierta incluso si resulta que P=NP.
David Richerby

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Creo que la gente siempre cree en la conjetura que tiene "más cuantificadores". Siempre conjeturamos que "no hay un número como" en lugar de "hay un número" o que "hay infinitos números de ese tipo" en lugar de "no hay más números más grandes que este". Una razón debería ser que creemos que si hubiera un número / límite de ese tipo, podríamos encontrarlo / adivinarlo.

Con P = NP, si pensabas que eran iguales, entonces deberías pensar que hay un algoritmo para SAT, nuevamente una cosa constructiva, que si no podemos mostrar esas salidas, conjeturamos que no. Al menos después de que mucha gente inteligente haya trabajado en ello y no haya podido encontrarlo.

Tenga en cuenta que P = NP es diferente de las conjeturas de la teoría de números, que se basan en alguna evidencia empírica, como suponer que los números primos se comportan como números aleatorios. Aquí no hay una suposición de apoyo, excepto que hasta ahora nadie podría encontrar un algoritmo. Supongo que esto hace que la conjetura sea "menos probable", pero por supuesto no puede haber una forma formal de asignar probabilidades a las afirmaciones matemáticas.

Pero probablemente sea mejor leer las opiniones de expertos, ver aquí: http://en.wikipedia.org/wiki/P_versus_NP_problem#Reasons_to_believe_P_.E2.89.A0_NP

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