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OpenAI 说 ETH 为假,但 P vs NP 没被解决:一文讲清「指数时间假设」 ​

10 月 26 日,OpenAI 一次性发布三项成果声明:数学(局部光滑猜想)、计算机(ETH 为假)、物理(QCD 存在性)。

三项里讨论度最高的是第二个。AI 群里立刻出现两种解读:「P vs NP 被证明了?」「加密要完了?」

都不是。

这篇文章用大白话讲清三件事:ETH 是什么、它被推翻意味着什么、以及为什么现在还不能下结论。

一、先用数独讲清 P vs NP ​

一个空数独,填满它很难。一个填好的数独,检查它对不对很简单——看每行、每列、每个宫有没有重复就行。

「找答案难、验证答案易」——这就是 P vs NP 问题的核心。

  • P 类:能快速解出来的问题。比如排序一堆数字。
  • NP 类:答案能快速验证的问题。比如数独——解出来费劲,检查只要几秒。
  • 能快速解的,一定能快速验证。所以 P 包含在 NP 里。

反过来呢?凡是能快速验证的,是不是也一定能快速解出来?

  • 如果是,P = NP:加密体系可能全部失效(网上的支付、聊天、登录,靠的都是「很难解、很容易验」的数学题),物流路线、芯片设计、蛋白质折叠这类难解问题会突然变简单。
  • 如果不是,P ≠ NP:有些问题就是天生难。

多数人相信 P ≠ NP。但五十多年了,没人能证明。克雷数学研究所把它列为七大千禧年难题之一,悬赏 100 万美元。

二、ETH:P vs NP 旁边那个「更能干活」的假设 ​

P vs NP 的问题是:它太笼统了。「难」到底有多难?「快」到底有多快?证明起来无从下手。

所以计算机科学家在它旁边立了一个更具体、更好用的假设:ETH(Exponential Time Hypothesis,指数时间假设)。

它说的是:判断一个布尔公式能不能被满足(SAT 问题),大致需要指数时间——不存在什么聪明算法能把它压到「明显快于指数」。

SAT 有多重要?它是历史上第一个被证明的 NP 完全问题——NP 里「最难」的那批问题。只要 SAT 能被快速求解,所有 NP 问题都能被快速求解。它相当于所有难问题的「总开关」。

ETH 和 P vs NP 的逻辑关系,是全文最需要记住的一段:

  • ETH 成立 ⇒ P ≠ NP(如果 SAT 连指数时间都省不掉,它肯定不属于 P);
  • 反过来不成立(P ≠ NP 不意味着 SAT 必须有指数时间,它可能有个「亚指数但超多项式」的算法);
  • 所以 ETH 为假 ≠ P = NP。这是本次传播中最容易被混淆的一点。

ETH 为什么好用?因为它是条件性困难结果的地基。过去二十年,几百篇论文的固定句式是:「在 ETH 成立的前提下,这个问题不可能比某某算法更快」。这类结论覆盖图论、计算生物学、数据库、计算几何等领域。

一句话:ETH 是算法世界地图上「此路不通」标牌的制造机。

三、ETH 为假,意味着什么? ​

按 OpenAI 的说法(10 月 26 日官方公告):他们的系统证明了 ETH 为假,并且已经用 Lean 做了形式化验证。

如果这个证明成立:

  • 那几百篇「在 ETH 前提下」的困难性结论,前提全部动摇——不是结论一定错了,而是「困难」的边界可能整体上移:这些问题也许存在更快的算法。
  • 对算法研究者来说,这是地图重画级别的消息:原先标着「此路不通」的地方,可能值得重新探索。
  • 但 OpenAI 自己的措辞也很克制:「找到这些算法、把理论进展变成实际改进,还需要大量后续研究。」理论上的加速空间,和工程上真的更快,中间隔着很远。

而且它对 P vs NP 本体什么都没说(见上)。对密码学也没有直接冲击:加密依赖的是「很难解」的问题,只要 P ≠ NP 还成立,密码学的地基就在。

四、这次为什么值得认真对待 ​

三个细节,让这次声明和「狼来了」式的 AI 大新闻不太一样:

1)验证班子很硬,而且是「当事人审自己」。

OpenAI 组建的外部审查组里有 Russell Impagliazzo 和 Ramamohan Paturi(UCSD)——他们是 ETH 的原始提出者(2001 年,与 Francis Zane 一起);还有 Ryan Williams(MIT)——他此前否定过 ETH 的强版本。

让假设的提出者亲自审查「否定自己假设」的证明,这在科学史上都不常见。他们的结论会很有分量。

2)Lean 形式化 + 原始数据全公开。

自然语言证明 10 月 16 日产出,10 月 17 日完成 Lean 形式化;论文和 Lean 证明都放进了 OpenAI 的公开仓库(openai/math),任何人都可以下载复编译。他们还承诺出资办会议,专门研讨这个结果对领域的冲击。

3)发布机制变了。

这是 OpenAI 在 10 月初「722 篇手稿风波」后的第一次重大发布。上一次是先发后议,被数学界批评「权力展示」;这一次改成了「先议后发」:先请外部专家当「牧羊人」(shepherd),再按他们的建议决定怎么公开——物理那一项甚至决定先不放出材料、由外部组自己写。还附了四条原则:透明(不签保密协议)、不求学术功劳、认可外部组、保持独立。

这套机制能不能持续,比单个结果更值得观察。

五、现在该信几分 ​

目前的状态是:宣称级,待审查。

  • Lean 验证 ≠ 学界认可。Lean 只保证「推导逻辑自洽」,不保证「被验证的命题就是你理解的那个问题」——中间还有一层人工核对。
  • 外部专家组「刚开始审查」。Impagliazzo 参与审查是双刃剑:他是最懂 ETH 的人,也最可能有立场——自己的假设被推翻,需要极高的证据标准才会认。
  • 在审查结论出来之前,把「ETH 为假」当成既成事实,为时过早。

三个可以跟踪的点:

  1. 审查组的公开结论(以及是否出现异议);
  2. 条件性困难文献是否出现系统性重审(「无条件化」改写潮);
  3. SAT 求解器社区的反应——理论上的「更快算法」是否引出实际改进。

附:另外两项声明一句话版 ​

  • 局部光滑猜想(数学):声称在所有维度被证明——由此顺带解决所有维度的挂谷猜想与 Stein 限制猜想。这是继 10 月初「三维极大函数版、四维集合版」手稿之后的再度推进。
  • QCD 存在性(物理):给出了含量子色动力学与标准模型统一完成的严格存在性证明,子问题包含纯杨-米尔斯理论存在性——千禧年难题「杨-米尔斯存在性与质量间隙」的一部分(注意:只是存在性部分,不是完整命题)。

结语 ​

把三件事分开看:

  • P vs NP:没被解决,还在原地;
  • ETH:被声称推翻,待审查——它动摇的是几百篇论文的「前提」,而不是密码学;
  • AI4Math:继 722 篇手稿之后,AI 开始碰「基础假设」级别的目标了。

一句话总结:「AI 在逼近世界难题,但 P vs NP 还在原地。」


事实来源与口径:OpenAI 官方公告《Working with academic communities to build scientific understanding》(2026-10-26);ETH 提出时间口径为 2001 年 JCSS 论文《Which Problems Have Strongly Exponential Complexity?》(1998 年有前置工作);「几百篇」为公告原文 "hundreds of papers" 的转述;所有结果均为「声称级」,待外部审查,本文不构成任何结论背书。

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