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50年僵局打破!MIT最新证明:对于算法少量内存胜过大量时间
机器之心· 2025-05-25 11:51
计算资源理论突破 - MIT理论计算机科学家Ryan Williams最新研究颠覆传统认知 证明少量计算内存比大量计算时间更具理论价值 该成果打破计算机科学界50年来的固有观念[1] - 研究建立数学程序可将任意算法转化为占用空间显著更少的形式 空间需求降幅达时间预算的平方根级(O(√t log t))[1][14][16] - 该成果不仅揭示空间约束下的计算范围 还首次严格证明有限时间内无法完成的计算类型[3] 计算复杂性理论发展 - 1965年Hartmanis和Stearns开创性定义时间与空间的数学概念 奠定复杂性分类基础[5] - P类(多项式时间可解)与PSPACE类(多项式空间可解)的关系成为核心问题 学界普遍认为PSPACE包含更多难题[6][7] - 1975年Hopcroft团队首次建立时空关联 证明空间至少比时间略强 但后续研究陷入50年僵局[7][8] 关键技术突破路径 - 2010年Stephen Cook提出树评估问题 但证明存在内存占用假设的漏洞[10] - 2023年James Cook与Mertz推翻刚性存储假设 开发出空间效率显著提升的新算法[10][12] - Williams将Cook-Mertz算法扩展为通用工具 通过分块计算(t/b个块)和隐式树构造实现空间复杂度突破[14][15][16] 理论意义 - 采用柔性石子(squishy pebbles)存储模型 突破Paul等人证明的通用模拟不可能性[8][14] - 计算图规约至树评估问题的创新方法 使空间复杂度从线性关系降至平方根关系[15][16] - 虽无直接应用价值 但为P与PSPACE关系问题提供全新研究路径[14][16]