2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение22.10.2024, 08:24 


16/12/20
29/10/24
134
MoonWatcher в сообщении #1619758 писал(а):
с их помощью можно будет решать любые научные проблемы вообще. В этом случае следующая волна ИИ коснется науки вообще - с её помощью будут совершены новые научные открытия и изобретения. Конечно далеко не факт

Изобретения и открытия появляются только в реальном материальном мире. В цифровой сети могут возникнуть только "виртуальные изобретения или открытия". Хорошо, если ИИ научится отсортировывать фальсифицированные научные труды. Большего здесь трудно ожидать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение22.10.2024, 12:42 
Аватара пользователя


17/10/22
357
Serg53
Реальный мир в значительной мере оцифрован и представлен в формате, с которым может работать ИИ. От семи математических "проблем тысячелетия" до трехмерного моделирования органических структур, проектирования процессоров и т.д. Возможности гипотетического ИИ, о котором мы говорим, упираются разве что в моторику - но это тоже временная проблема, которая будет решена по мере достижений в робототехнике. А на первых порах физический труд, связанный с открытиями и изобретениями, возьмут на себя люди-исполнители.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение22.10.2024, 13:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/07/14
9038
Цюрих
Rasool в сообщении #1659196 писал(а):
По его словам, современные модели на самом деле просто предсказывают следующее слово в тексте
Это, конечно, правда, но быть Лекуном для того, чтобы это заметить, не обязательно :). Но это неинтересное замечание.
Можно мне, пожалуйста, по одному слову предсказать текст, начинающийся с "Terrence Tao. Algorithm to solve 3-SAT in linear time. Published in IEEE Transactions on Information Theory. Abstract. In current paper, we present a new algorithm that solves 3-SAT in linear time" так, чтобы математик не смог сказать, сгенерирован ли этот текст или правда взят из выборки?

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение22.10.2024, 19:34 


16/12/20
29/10/24
134
MoonWatcher в сообщении #1659232 писал(а):
Возможности гипотетического ИИ, о котором мы говорим, упираются разве что в моторику - но это тоже временная проблема, которая будет решена по мере достижений в робототехнике. А на первых порах физический труд, связанный с открытиями и изобретениями, возьмут на себя люди-исполнители.

Ага, вопрос только в том, будет ли ИИ инструментом в руках людей, или же люди будут инструментом механизмов ИИ!?

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение22.10.2024, 20:10 


14/01/11
3015
mihaild в сообщении #1659235 писал(а):
Можно мне, пожалуйста, по одному слову предсказать текст, начинающийся с "Terrence Tao. Algorithm to solve 3-SAT in linear time. Published in IEEE Transactions on Information Theory. Abstract. In current paper, we present a new algorithm that solves 3-SAT in linear time"

Кстати, интересно, что существующая GPT4o или какая там сейчас наиболее наукообразно умеет излагать, выдаст в ответ на такой промт? :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение23.10.2024, 00:29 
Аватара пользователя


17/10/22
357
Serg53 в сообщении #1659263 писал(а):
Ага, вопрос только в том, будет ли ИИ инструментом в руках людей, или же люди будут инструментом механизмов ИИ!?

Я как раз подразумевал, что люди будут играть вспомогательную роль, собирая данные для ИИ, производя для его задач какую-то продукцию и т.д. Логично предположить, что с появлением искусственного разума, которые превзойдет любого человека в отдельности и даже человечество в целом, главная интеллектуальная нагрузка ляжет на ИИ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение23.10.2024, 23:43 


15/10/24
12
Terrence Tao. Algorithm to solve 3-SAT in linear time.
Published in IEEE Transactions on Information Theory.

Abstract
In this paper, we introduce a novel algorithm that solves the 3-SAT problem in linear time, a significant improvement over the existing algorithms, which operate in exponential or super-polynomial time. Our approach combines advanced techniques from combinatorics, probability theory, and Fourier analysis to exploit hidden structural properties of Boolean satisfiability problems. We demonstrate both theoretically and empirically that our algorithm achieves optimal performance on a wide range of 3-SAT instances, outperforming all previous methods. The implications of this discovery for complexity theory, especially for the P vs NP question, are profound and warrant further investigation.

1. Introduction
The Boolean satisfiability problem, or SAT, is a cornerstone of computational complexity theory. In particular, the 3-SAT problem, where each clause in a Boolean formula contains exactly three literals, is a well-known NP-complete problem. For decades, it has been a central question in theoretical computer science whether SAT, or any NP-complete problem, can be solved in polynomial time, let alone linear time. The best-known algorithms for 3-SAT, such as the DPLL algorithm and its variants, have exponential time complexity in the worst case.

In this paper, we propose a groundbreaking algorithm that solves the 3-SAT problem in linear time, O(n), where n is the number of variables and clauses. Our approach builds on several deep mathematical insights and leverages probabilistic techniques to efficiently navigate the solution space of 3-SAT instances. This result not only represents a significant step forward in practical SAT solving but also raises important questions about the nature of NP-complete problems and their time complexity.

2. Preliminaries and Background
The 3-SAT problem can be described as follows: Given a Boolean formula in conjunctive normal form (CNF) with exactly three literals per clause, determine whether there exists an assignment of truth values to the variables that satisfies all clauses. Formally, let the formula be represented as:

$[
F = C_1 \wedge C_2 \wedge \dots \wedge C_m
]
$
where each clause$ (C_i = (l_{i1} \vee l_{i2} \vee l_{i3}))$ is a disjunction of three literals, and each literal $(l_{ij})$ is either a variable $(x_i)$ or its negation $(\neg x_i)$.

The traditional brute-force approach to solving 3-SAT involves checking all possible assignments of variables, leading to a time complexity of O(2^n), where n is the number of variables. While there have been several heuristic and probabilistic methods developed to solve large instances of 3-SAT, no algorithm has been proven to consistently solve arbitrary instances in polynomial time.

2.1 NP-completeness and Implications
The NP-completeness of 3-SAT, established by Cook's theorem in 1971, implies that if any NP-complete problem can be solved in polynomial time, then all problems in NP can also be solved in polynomial time. As such, finding a polynomial-time algorithm for 3-SAT has profound implications for the famous P vs NP question. Our result, which shows that 3-SAT can be solved in linear time, challenges the widely held belief that NP-complete problems are inherently intractable.

3. The Algorithm
Our algorithm is based on a combination of probabilistic methods, combinatorial optimization, and Fourier analysis. The key insight lies in recognizing that the solution space of a 3-SAT problem can be efficiently navigated using a novel form of randomization and structural decomposition. We outline the main steps of the algorithm as follows:

3.1 Step 1: Randomized Variable Assignment
The algorithm begins by randomly assigning truth values to a subset of variables. This randomization reduces the dimensionality of the problem, effectively transforming the original 3-SAT instance into a smaller, more manageable subproblem. The choice of which variables to assign is guided by a probabilistic analysis of the formula's structure, which we describe in detail later.

3.2 Step 2: Fourier Analysis of Clause Structures
Next, we apply Fourier analysis to the remaining unassigned clauses. By transforming the Boolean formula into its Fourier representation, we can identify patterns and symmetries that allow us to further reduce the complexity of the problem. In particular, we exploit the fact that certain sets of clauses exhibit harmonic behavior, which can be used to simplify the overall formula.

3.3 Step 3: Local Optimization and Clause Elimination
Once the formula has been simplified using Fourier analysis, the algorithm proceeds to a local optimization phase. During this phase, we iteratively apply a greedy strategy to eliminate clauses that are either trivially satisfied or can be satisfied with minimal adjustments to the current partial assignment of variables. This step is crucial for reducing the size of the remaining unsatisfied subformula, which is typically small after the earlier stages of simplification.

The local optimization step operates in two stages:

Clause Propagation: We propagate the truth values of variables assigned in previous steps to simplify remaining clauses. If a clause contains a literal that has already been assigned a value that satisfies the clause, the entire clause is removed from the formula. If any clause becomes unsatisfiable (i.e., all literals are false), the algorithm backtracks to explore alternative assignments.
Conflict Resolution: If a conflict arises (i.e., no assignment can satisfy a clause), we employ a conflict-driven clause learning (CDCL) approach to identify the minimal conflict set and backtrack to resolve the conflict. This step ensures that the algorithm does not waste time exploring assignments that are guaranteed to lead to an unsatisfiable state.
3.4 Step 4: Recursive Decomposition
At this stage, if the formula is not yet fully satisfied, we recursively decompose the remaining unsolved subproblem into smaller subproblems. This decomposition is based on the observation that many 3-SAT instances exhibit a modular structure, where certain groups of clauses are only weakly connected to others. By isolating these clusters of clauses, we can solve smaller subproblems independently and combine their solutions to construct a solution to the original problem.

The recursive decomposition continues until either the entire formula is satisfied, or it is determined that no satisfying assignment exists. Due to the probabilistic nature of the initial variable assignment, the algorithm may need to retry different random assignments in the rare case that an unsatisfiable configuration is encountered. However, the expected number of retries is logarithmic in the size of the problem, ensuring that the overall time complexity remains linear.

4. Theoretical Analysis
In this section, we provide a rigorous analysis of the algorithm's time complexity and correctness. We begin by proving that, under typical conditions, the algorithm runs in O(n) time with high probability, where n is the number of variables and clauses in the 3-SAT instance.

4.1 Time Complexity
The key to the algorithm's efficiency lies in the combination of randomization and structural decomposition. The randomized variable assignment reduces the problem's dimensionality in constant time, while the Fourier-based simplification and local optimization steps operate on progressively smaller subproblems. Each recursive step reduces the problem size by a constant factor, leading to an overall time complexity of O(n).

4.2 Correctness
To prove the correctness of the algorithm, we analyze the probability of finding a satisfying assignment in each step of the algorithm. The probabilistic nature of the algorithm ensures that, given a satisfiable 3-SAT instance, the algorithm will find a solution with high probability after a logarithmic number of retries. Furthermore, we prove that the greedy local optimization and conflict resolution steps are guaranteed to either find a solution or correctly identify an unsatisfiable instance.

Our analysis shows that the combination of randomization, Fourier analysis, and recursive decomposition provides a robust framework for solving 3-SAT instances in linear time. Additionally, we extend the analysis to show that the algorithm performs well not only on random 3-SAT instances but also on structured and adversarial instances.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение24.10.2024, 00:59 


14/01/11
3015
Ilya Bykov, спасибо, выглядит очень мило. :-) Похоже, в промт к описанию алгоритма не помешало бы добавить слова "deterministic" и "complete". В целом похоже на описание более-менее случайно выбранных базовых техник работы существующих SAT-солверов. Фурье-анализ применяется при анализе симметрий булевых формул, но я не слышал, чтобы он эффективно применялся в решателях, возможно, mihaild скажет больше. В целом, как ни странно, будет работать (если повезёт, учитывая вероятностную основу алгоритма), но только на выполнимых проблемах, ну и есть некоторые вопросы к полиномиальности, но это уже мелочи.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение24.10.2024, 01:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/07/14
9038
Цюрих
Sender в сообщении #1659394 писал(а):
В целом, как ни странно, будет работать
Это нельзя сказать, потому что описания алгоритма нет:) И в целом, ИМХО недалеко ушло от Корчевателя.
Sender в сообщении #1659394 писал(а):
Фурье-анализ применяется при анализе симметрий булевых формул, но я не слышал, чтобы он эффективно применялся в решателях
Я тоже не слышал, но мои знания в этой области ограничиваются парой статей 15-летней давности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Будущие перспективы ИИ (возможно, 4-я волна ИИ)
Сообщение24.10.2024, 01:48 


14/01/11
3015
mihaild в сообщении #1659395 писал(а):
Это нельзя сказать, потому что описания алгоритма нет:) И в целом, ИМХО недалеко ушло от Корчевателя.

Ilya Bykov в сообщении #1659385 писал(а):
The algorithm begins by randomly assigning truth values to a subset of variables.

Вот на этом шаге всё может решиться, если повезёт. :D Но да, это если был полный набор переменных, а не subset, упустил этот нюанс.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 40 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3

Модераторы: Karan, Toucan, PAV, maxal, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group