
两周后,瑞典林雪平大学计算机科学家彼得·琼森(Peter Jonsson)的一篇论文将在理论计算机科学顶级会议上发表。然而截至周一,琼森向媒体透露,该论文的大部分工作已因新发现而“作废”。OpenAI和Anthropic均声称,其AI模型于10月16日独立推翻了一项存在27年的核心假设——指数时间假设(Exponential Time Hypothesis, ETH),而该假设正是琼森论文的理论基石之一。
谜题与赌注:ETH的统治地位
3-SAT(可满足性问题)是计算机科学中的经典难题:给定一排开关和一系列规则,判断是否存在一种开关状态能同时满足所有规则。验证一个候选解很容易,但寻找有效解极难,因为每增加一个开关,可能的组合数便翻倍。自20世纪80年代以来,尽管算法不断优化,但每增加一个变量,计算工作量仍需乘以一个大于1的固定系数。
1999年,Russell Impagliazzo、Ramamohan Paturi和Francis Zane提出“指数时间假设”(ETH),断言这种乘法效应永远存在,即无论算法多么巧妙,解决3-SAT问题的时间复杂度下限无法突破。27年来,ETH虽未被证明,却成为理论计算机科学的重要工具。Anthropic指出,至少有800篇论文的结果依赖于ETH或其更强变体。琼森的论文亦如此:其算法部分独立于ETH,但其“最优性证明”部分则完全建立在ETH为真的前提之上。
实验室声明与社区验证
据两家公司称,AI模型在10月16日找到了突破ETH下限的方法。OpenAI发布了67页论文《指数时间假设为假》,Anthropic则发布了49页署名“Claude, Anthropic”的论文。Anthropic表示,Claude在无人类输入的情况下生成了1400万token的核心算法,随后研究人员协助优化表述。两份报告数学路径不同,但结论一致:随着问题规模扩大,每个开关的计算乘数趋近于1,这直接否定了ETH。
鉴于声明的重大性,验证过程备受瞩目。OpenAI邀请ETH提出者Impagliazzo、Paturi及麻省理工学院Ryan Williams组成小组进行审查,并公开所有原始数据。Williams向媒体表示,证明中部分步骤看似常规,但另有部分如同“外星代码”,需社区共同协作研判。目前,两家公司均使用Lean软件对证明进行形式化验证,但专家强调,Lean仅检查逻辑一致性,仍需人工确认代码与论文主张是否相符。审稿人明确警告,其参与“不应被视为对该声明的最终认可”。
“银河系算法”与现实影响
尽管理论上突破了ETH,但该结果在实际应用中几无影响。Anthropic论文指出,除非开关数量超过$10^{10,000}$(远超可观测宇宙原子总数),否则新算法不如暴力破解。这种仅在输入规模大到不可能存在时才占优的算法,被计算机科学家称为“银河系算法”。
在加密安全方面,Williams表示,OpenAI已检查并确信该结果不会破坏现有密码系统。尽管有预印本论文探讨其对椭圆曲线加密的潜在“稍次指数级”攻击可能,但作者也承认,这在当前部署规模下不具备实际威胁。此外,该结果并未解决P vs NP问题,OpenAI明确指出其加速效果不能推广至一般NP问题。
学界的震荡与重构
若证明成立,依赖ETH的庞大研究成果将面临重构。加州大学圣塔芭芭拉分校Daniel Lokshtanov坦言,若结果属实,他发表的约50篇相关论文将变得“毫无意义”。哥本哈根IT大学Thore Husfeldt则表示,这一结果如同在黑暗房间中打开泛光灯,虽让部分既有工作失效,但也照亮了新的探索方向。
目前,琼森的演讲仍按计划进行,将由合著者代讲,开场白或许是“ETH是假的,我论文的一半不起作用”。但他计划深入研究OpenAI的证明,试图通过新方法挽救其研究成果。对于整个领域而言,这既是一颗巨型炸弹,也是一次重新审视计算复杂度边界的机会。