主要观点总结
本文介绍了Ryan Williams的新研究,他建立了一种数学程序,能够将任意算法转化为占用空间显著更少的形式,证明了少量计算内存(空间)在理论上比大量计算时间更有价值,这一结果颠覆了计算机科学家近50年的认知。文章还介绍了复杂性理论中的时间(Time)和空间(Space)概念的历史背景及研究进展。
关键观点总结
关键观点1: Ryan Williams的新研究建立了一种数学程序,能够大幅度减少算法所需的空间。
该数学程序将任意算法转化为形式更加简洁的算法,证明了少量计算内存(空间)在理论上比大量计算时间更有价值,这一结果颠覆了计算机科学家近50年的认知。
关键观点2: 时间和空间是计算中最基本的两种资源,任何算法在执行时都需要一定的时间和一定的空间来存储数据。
以往某些算法的所需空间与运行时间成正比,但Williams的研究表明,通过优化算法,可以显著减少所需空间。
关键观点3: 存在关于计算时间与计算空间之间关系的研究,但过去的研究进展存在瓶颈。
复杂性理论研究者普遍认为空间是一种远比时间更为强大的资源。然而,在过去的研究中,研究人员一直试图找到一个通用的模拟方法来连接时间和空间,但存在许多困难。Williams的研究打破了这一僵局。
正文
机器之心编译
相信大家都曾有过这样的经历:运行某个程序时,电脑突然卡住,轻则恢复文件,重则重新创建;或者手机频繁弹出「内存不足」的警告,让我们不得不忍痛删除珍贵的照片或应用。
这些日常的烦恼,其实都指向了计算世界中两个至关重要的基本要素:
时间和空间。
时间和空间(也称为内存)是计算中最基本的两种资源:
任何算法在执行时都需要一定的时间,并在运行过程中占用一定的空间以存储数据。
以往已知的某些任务的算法,其所需的空间大致与运行时间成正比,研究人员长期以来普遍认为这一点无法改进。
MIT 的理论计算机科学家 Ryan Williams 的最新研究建立了一种数学程序,能够将任意算法 —— 无论其具体执行何种任务 —— 转化为一种占用空间显著更少的形式,
证明少量计算内存(空间)在理论上比大量计算时间更有价值,
这颠覆了计算机科学家近 50 年来的认知。
更重要的是,这一结果不仅揭示了在特定空间约束下可执行的计算范围,还间接证明了在有限时间内无法完成的计算类型。虽然后者早已预期它成立,但一直缺乏严格的证明方法。