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虎嗅· 返朴·· 16 天前AI 评分34

MIT教授带博士生3天赶出95页论文

7年心血恐被AI抢先,数学家带两名中国博士生,3天赶出95页论文

AI 摘要

MIT数学副教授明泽在得知OpenAI可能已证明唯一博弈猜想后,与两名中国博士生费雨缪、王硕合作,在3天内完成95页论文并公开发表,赶在AI之前公布成果。2002年苏巴什·霍特提出的唯一博弈猜想

正文 · 中文整理稿

7年研究心血,传闻马上要被AI抢先。 MIT数学副教授收到风声后,立刻带着两名中国博士生,用时3天赶出95页论文,赶在AI之前公开发布。 过去七年,明泽一直在研究与唯一博弈猜想有关的问题。 就在几个月前,他与两名研究生费雨缪、王硕完成了一项重要证明。 成果已经有了,论文却还在写。 如果OpenAI先公布成果,他们的工作仍然成立,却会被更轰动的新闻淹没。 三人决定提前公开手稿。 9月14日,一篇95页的预印本出现在计算复杂性电子论坛(ECCC)上。

10月6日,OpenAI果然公布了一批数学研究结果,其中包括唯一博弈猜想以及相关的2-to-1博弈猜想。 AI交出的结果在结论强度上比明泽团队的4-to-1博弈猜想成果更强。 这场没有简单的输赢。 2002年,苏巴什·霍特提出了唯一博弈猜想。 想象一座城市要给地图上的许多区域涂颜色。 相邻区域之间都写着规则:如果这边选红色,那边就得选蓝色; 如果这边选绿色,那边则要选黄色。 每条连接都有自己的规定。 规则少时,试几次就能找到合适的涂法。 规则成千上万、彼此牵制时,找出满足最多规则的方案,需要难以想象的计算量。

四个顶点可以分别染成红色、蓝色和绿色,每条边两端的颜色搭配都符合这条边自己的规则。 霍特猜测,对某些经过特殊构造的问题,答案仍然是否定的。 唯一博弈中的“唯一”指的是,一条规则里,一侧的颜色定了,另一侧该涂什么也就唯一确定。 所谓高效,是指区域数量增加时,计算时间只温和增长,而不是像逐个试遍那样暴涨成天文数字。 而NP困难,粗略理解,就是如果能高效解决这类问题,便能高效解决NP中所有公认困难的计算问题。 这一猜想意义深远,因为很多现实任务最终都要在互相冲突的条件下寻找较好的方案。

1995年,两名研究者为最大割问题提出了一种近似算法。 最大割问题的双色网络示意图。 若唯一博弈猜想成立,在通常的计算复杂性假设下,没有高效算法能保证做得更好。 这个看似随意的数字,恰好就是理论极限。 2018年,明泽与霍特等人证明了与唯一博弈密切相关的2-to-2博弈猜想的一个版本。 到2025年,他在MIT有了两位年轻合作者。 费雨缪(Yumou Fei)本科毕业于北京大学数学科学学院。 王硕(Shuo Wang)的本科则在上海交通大学ACM班度过,后来进入MIT数学系攻读博士。

2025年,明泽向两名学生提供了两个可选课题,他们选了与2-to-1博弈猜想有关的方向。 这次,他们希望证明一种更强的“完全满足”版本(即具有“完美完备性”的版本):即使所有规则都能同时满足,想高效地找到一个满足哪怕一小部分规则的涂法,仍然是NP困难的。 两名学生找到了一种新的纠错码构造。 这个思路很有希望,偏偏无法与证明所需的其他技术顺利兼容。 到2026年4月,他们终于找到办法,把几次失败中积累的思路和新的纠错码结合了起来。

不过,最后证明的并不是最初瞄准的2-to-1版本,而是规则更宽松的4-to-1版本——一边涂了某种颜色,另一边可以有四种选择。 但这个结果依然足够强,可以像垫脚石一样,推出一个困扰学界多年的图着色难题的答案。 这里的“图”,指由点和连线组成的网络,比如把人看作点,把好友关系看作连线。 给图着色,就是给每个点涂一种颜色,规定是有连线的两个点不能同色。 假如数学家告诉你,某张图只用三种颜色就能涂好。 可真要找出这种涂法,计算机往往束手无策。 那就退一步,多给几种允许的颜色,十种呢? 一百种呢?

颜色越多,腾挪的空间越大,直觉上应该越来越容易涂好。 明泽团队用数学证明,事情没这么简单。 目前已知的高效方法,需要的颜色数都会随着图的变大而增加。 即使明知三色涂法存在,额外多给多少种颜色都不管用。 十种、一百种、一百万种都一样。 只要这个数目是事先定好的,不随图的规模增长,找出合法涂法就依然是NP困难的。 这对算法设计有直接意义。 许多优化方法的思路是多给一些资源、放宽一些条件,以换取更快的计算速度。 这项证明表明,至少对这类问题,这种“以宽换快”的办法存在严格的理论上限。

来源:虎嗅 · huxiu.com

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