Η OpenAI λέει ότι αμφισβητεί βασική υπόθεση 30 ετών στα μαθηματικά της πληροφορικής

Η OpenAI, η εταιρεία πίσω από το ChatGPT, υποστηρίζει ότι τα μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης της διέψευσαν την υπόθεση εκθετικού χρόνου, μια θεμελιώδη παραδοχή πάνω στην οποία στηρίζεται η επιστήμη της πληροφορικής.

Η εξέλιξη προκάλεσε έκπληξη σε ερευνητές. «Ήταν απόλυτη έκπληξη, σοκ», λέει ο Fedor Fomin από το Πανεπιστήμιο του Μπέργκεν στη Νορβηγία. «Κανείς που γνωρίζω δεν το περίμενε».

Η υπόθεση εκθετικού χρόνου, που προτάθηκε πριν από σχεδόν 30 χρόνια, επιχειρεί να θέσει όριο στο πόσο γρήγορα μπορούν οι υπολογιστές να λύνουν ορισμένα λογικά προβλήματα.

Ο πιο απλός τρόπος θα ήταν να δοκιμάζονται όλες οι πιθανές συνδυασμοί αληθές ή ψευδές για κάθε μέρος του προβλήματος. Η υπόθεση αυτή προτείνει ότι, παρότι μπορεί να υπάρχουν πιο σύντομες διαδρομές, η απαιτούμενη δουλειά πρέπει να αυξάνεται εκθετικά όσο το πρόβλημα μεγαλώνει.

Η OpenAI αναφέρει, όμως, ότι τα μοντέλα της διαμόρφωσαν έναν αλγόριθμο που ξεπερνά το μέχρι τώρα θεωρούμενο όριο ταχύτητας για την επίλυση λογικών γρίφων, κάτι που φαίνεται να καταρρίπτει την υπόθεση. «Αν επιβεβαιωθεί, πρόκειται για τεράστια ανακάλυψη», λέει η Leslie Goldberg από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Πολλά ευρήματα της επιστήμης της πληροφορικής βασίζονται στην παραδοχή ότι η υπόθεση ισχύει. Αν δεν ισχύει, τα συμπεράσματα που αντλούν για τα υπολογιστικά όρια χάνουν τη χρησιμότητά τους. «Θα απαιτούσε πλήρη αναθεώρηση αρκετών τομέων των αλγορίθμων και της πολυπλοκότητας», λέει ο Fomin, ο οποίος προσθέτει ότι ένα εγχειρίδιο που έγραψε για το θέμα θα γινόταν παρωχημένο αν η διαπίστωση επιβεβαιωθεί.

Η υπόθεση συνδέεται με ένα μακροχρόνιο μαθηματικό πρόβλημα γνωστό ως P έναντι NP, που αφορά το αν ένα πρόβλημα του οποίου η απάντηση ελέγχεται εύκολα λύνεται και εύκολα. Αν η υπόθεση εκθετικού χρόνου ίσχυε, θα υποδήλωνε ότι η απάντηση είναι όχι. Όμως η διάψευσή της δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι ναι. «Αυτό δεν έχει άμεσο αντίκτυπο στο P έναντι NP, οπότε δεν πρέπει να το βλέπουμε ως πρόοδο προς το P έναντι NP», λέει η Goldberg.

Η ανακοίνωση έγινε μαζί με άλλες ανακοινώσεις για μαθηματικά και φυσική σε ανάρτηση ιστολογίου στις 26 Οκτωβρίου.

Στα μαθηματικά, η OpenAI λέει ότι η τεχνητή νοημοσύνη της απέδειξε μια εικασία του 1991, σύμφωνα με την οποία τα κύματα δεν μπορούν να παραμένουν έντονα εστιασμένα για πολύ. Αν επιβεβαιωθεί, αυτό θα απαντούσε επίσης σε διαχρονικά ερωτήματα για το πόσο λεπτό μπορεί να είναι ένα σχήμα και ταυτόχρονα να περιέχει ευθύγραμμα τμήματα που δείχνουν προς όλες τις κατευθύνσεις, καθώς και για το πώς εξαπλώνονται τα κύματα.

Στη θεωρητική φυσική, η OpenAI υποστηρίζει ότι απέδειξε πως οι κβαντικές θεωρίες πεδίου – συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής χρωμοδυναμικής, που περιγράφει την ισχυρή δύναμη που συγκρατεί τα κουάρκ μαζί – έχουν μαθηματική συνοχή και δεν παράγουν μόνο προβλέψεις που συμφωνούν με τα πειράματα. Τα ευρήματα αφορούν επίσης την ύπαρξη της καθαρής θεωρίας Yang–Mills, μέρος ενός μαθηματικού προβλήματος με έπαθλο ένα εκατομμύριο δολάρια, χωρίς όμως να λύνουν ολόκληρη την πρόκληση. Το υλικό αυτό δεν έχει δημοσιοποιηθεί ακόμη, καθώς το εξετάζει εξωτερική ομάδα με επικεφαλής τον νομπελίστα David Gross.

Η OpenAI λέει ότι έχει ρίξει ό,τι διαθέτει στην επίλυση μακροχρόνιων μαθηματικών προβλημάτων. Για τους μαθηματικούς, αυτή θα έπρεπε να είναι μια λαμπρή στιγμή, όμως αντί γι’ αυτό επικρατεί μια μεγάλη συλλογική ταραχή, γράφει η νέα αρθρογράφος του New Scientist, καθηγήτρια Hannah Fry.

Η εταιρεία αναφέρει ότι επαλήθευσε το αποτέλεσμα για την υπόθεση εκθετικού χρόνου με το Lean, ένα λογισμικό που ελέγχει μαθηματικές αποδείξεις. Ο Stefan Szeider από το TU Wien στην Αυστρία εξέτασε όσα έχει δημοσιοποιήσει η OpenAI και λέει ότι περιμένει να αντέξουν στον έλεγχο, αν και σημειώνει πως οι ερευνητές πρέπει ακόμη να επιβεβαιώσουν ότι η τυπικά αποδεδειγμένη διατύπωση σημαίνει όντως αυτό που λένε οι συντάκτες της.

Για να γίνει αυτό, η OpenAI ανέθεσε σε ανεξάρτητη ομάδα, στην οποία συμμετέχουν οι Russell Impagliazzo και Ramamohan Paturi από το University of California, San Diego, και οι δύο από τους ερευνητές που βοήθησαν να προταθεί η υπόθεση εκθετικού χρόνου, να εξετάσει τα ευρήματα. Σε ανοιχτή επιστολή, η ομάδα αναφέρει ότι αυτό μπορεί να «αλλάξει ένα σημαντικό μέρος της θεωρητικής πληροφορικής».

Η ταχύτητα με την οποία η τεχνητή νοημοσύνη λύνει μαθηματικά προβλήματα και ο τρόπος με τον οποίο οι εταιρείες παρουσιάζουν τα ευρήματά τους έχουν προκαλέσει ανησυχία σε ορισμένους ακαδημαϊκούς. Ο Magnus Wahlström από το Royal Holloway του Πανεπιστημίου του Λονδίνου περιγράφει το φαινόμενο ως «μαθηματικά με τη βοήθεια του Τύπου», εκφράζοντας φόβους ότι ιδιόκτητα μοντέλα μπορούν ξαφνικά να ανατρέψουν μήνες δουλειάς ερευνητών.

Ο Bart Jansen από το Eindhoven University of Technology στην Ολλανδία χαρακτηρίζει το έργο της OpenAI για την υπόθεση εκθετικού χρόνου «ευφυές», «εντυπωσιακό» και «δεος-προκαλών, αλλά και ταπεινωτικό». «Σε βάζει πραγματικά να σκεφτείς το μέλλον των μαθηματικών, των αλγορίθμων και της ακαδημαϊκής κοινότητας», λέει.

Ο Clément Canonne από το University of Sydney επισημαίνει ότι το να αποδεικνύεται κάτι και το να καταλαβαίνεις γιατί είναι αληθινό δεν είναι το ίδιο. «Το δίκτυο κατέρρευσε και κοιτάξαμε από πίσω», λέει για το πλέγμα των αποτελεσμάτων που βασιζόταν στην υπόθεση εκθετικού χρόνου. «Ακόμη δεν ξέρουμε γιατί».

Η OpenAI λέει ότι πειραματίζεται με μια προσέγγιση στην οποία ανεξάρτητοι ακαδημαϊκοί οργανώνουν τις προσπάθειες για την επαλήθευση και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Ο Fomin πάντως βλέπει θετικά την αναστάτωση. «Αυτό το αποτέλεσμα καταστρέφει πολλά, αλλά ανοίγει και πολλές νέες ευκαιρίες και νέα ερωτήματα που κανείς δεν περίμενε», λέει. «Κανείς δεν πρέπει να παραπονιέται επειδή έχει πάρα πολλές ενδιαφέρουσες μαθηματικές ανακαλύψεις να αφομοιώσει», λέει ο Wahlström.