OpenAI 公布了解决三个困扰研究人员已久的重大数学难题的方案。其中一项是对指数时间假设(ETH)的意外否定,这是计算机科学中一个长期存在的假设,在我们理解计算难度方面起着重要作用。
与前沿实验室此前的其他证明发布类似,科学界对此的反应是既兴奋又担忧。Anthropic数学家Levent Alpöge 指出,OpenAI的解决方案是基于已有工作,而几小时后,Anthropic随后发布了其对ETH的反驳。
然而,OpenAI 的流程正在演变。这一次,该实验室对其发布采取了针对不同学科的不同方式:数学家将工作成果发布在 GitHub 上;计算机科学家成立了工作组,要求公开共享证明,并由 OpenAI 资助一场会议来讨论这些证明;物理学家也成立了工作组,以确定其研究成果的发布方式。
麻省理工学院教授Ryan Williams是组织其领域对新发现做出回应的计算机科学家。Williams的研究重点在于计算复杂性等问题,他过去曾批评OpenAI的做法,称今年十月初的那次证明发布为“对数学家的DDoS攻击”。
他告诉媒体,尽管他同意与前沿实验室合作,以帮助引导对该领域至关重要的思想。该实验室邀请他协助解读这一解决方案,他还与 UC San Diego 的计算机科学家 Russell Impagliazzo 和 Ramamohan Paturi 一起工作,后者于 1999 年首次发表了 ETH。
他们的第一步是发布一封公开信,呼吁对这些感兴趣的科学家提供反馈,并讨论关于AI对其工作贡献的规范。
“[OpenAI 的证明] 中有些部分可以说是常规的,但确实有两三个看起来非常陌生的部分,正是这些部分让我觉得,哇,这是整个社区需要共同解决的问题,”Williams 表示。
你对 P 与 NP 问题感兴趣吗?
ETH 是更广泛的一类被称为 P 与 NP 的问题的一部分,几十年来一直推动着计算机科学以及许多其他领域的发展。简而言之,研究人员试图理解:任何解可以被轻松验证的问题(NP),是否也能被轻松解决(P)。
一个简单的例子是数独游戏:一旦谜题有了答案,就可以快速验证,但找到答案却耗时费力。这种动态关系在许多重要问题中都存在,也是加密系统的基础:当你拥有解码消息的密钥时,你可以揭示它的内容,但要破解有效的密码则需要太长时间,以至于不具实用性。
然而,科学家们尚未证明这是否总是成立。“P = NP 意味着,你不仅能验证存在的数独解,还能直接生成它们,”Williams 说。“P = NP 断言这对每一个可以快速验证的问题都成立——如果你能快速验证它,你就能快速解决它。所以这听起来好得不像真的。”
这就是为什么大多数科学家认为 P ≠ NP。ETH 为此提供了证据。它基本上表明,即使是最快的计算机算法,在处理特定类型的复杂逻辑谜题时,随着变量数量的增加,也需要呈指数级增长的时间来寻找解。
OpenAI 和 Anthropic 声称,他们的模型已经找到了能够在“次指数时间”内解决这些谜题的算法,这意味着速度比之前认为的可能更快。如果属实,他们可能证明了 ETH 是错误的——用科学术语来说就是推翻了它——并可能为通常表现如 P = NP 的算法开辟了一条路径。
“每位计算机科学家可能都应该对 P = NP 成立的可能性稍微多赋予一些权重,但具体权重因人而异。”Williams 表示。“我确实认为这在一定程度上动摇了我们原本关于……[难解的 NP 问题] 可处理性的许多直觉。我也认为这很可能并非最终答案。我不认为 OpenAI 的算法可能是你能得到的最佳算法。”
计算机科学家面前的工作
Williams 表示,指数时间假设(ETH)的持久性使其在过去十年中被纳入许多科学论文中;如果 AI 实验室声称已证明其错误的说法站得住脚,这些论文都需要重新审视。
“这也是我之所以要求或推动OpenAI支持举办相关会议的原因——这将影响许多研究人员的工作,我们需要弄清楚,除了理解算法之外,接下来会发生什么。我们需要理解,与之前相比,基础应该如何改变?”他说。
在科学关切之前,还存在网络安全问题。Williams表示,改进后的算法可能意味着依赖某些密钥大小的加密系统可被视为已失效。因此,他向OpenAI科学主管Dan Roberts提出的第一个问题是“他们是否检查过这会影响任何加密系统……现在是否有不安全之处?显然,他们进行了检查,并且相当有信心认为这并未……导致任何漏洞。”
这种以 AI 驱动的科学发现新范式仍在完善之中,但 Williams 表示尽管存在切实担忧——尤其是关于培养下一代科学家的问题——他仍持乐观态度。作为一名从事高等数学研究的计算机科学家,这种调整对他来说或许比纯数学家更容易适应。
尽管如此,他表示 AI “正迫使人们在所从事的工作类型上更加雄心勃勃,并更深入地思考:如果我过去所做的一切如今都成了 AI 容易摘取的‘低垂果实’,那我该如何提高我想提出的科学问题的标准呢?”

