¿Cómo le explicarías P vs. NP a un niño?

Para explicar P vs NP a un niño, intentemos usar los problemas que encontrarían en un libro de texto de matemáticas para explicar la diferencia. Cuando era niño, recuerdo amar los rompecabezas de geometría mientras odiaba los aburridos ejercicios aritméticos. Por lo tanto, tratar de clasificar explícitamente estos problemas específicos en P y NP podría ser un ejercicio interesante para el niño.

Problemas aritméticos

Primero presente al niño con un problema de suma simple.

Él / ella lo atravesará y lo resolverá de la siguiente manera:

Ahora, moleste un poco al niño presentando otro problema de suma con números mucho mayores.

Su hijo comenzará a sumar a regañadientes los números, pero eventualmente escuchará una de las siguientes quejas:

  • Esto es muy repetitivo.
  • Sé cómo resolver esto, solo tomará un tiempo.
  • ¿Puedo usar una calculadora?

Esta es una intuición útil, por lo que puede detenerlo allí. Luego pasas a otro conjunto de problemas.

Problemas de geometría

Ahora presente al niño un problema simple de prueba de geometría como:
De nuevo, el niño probablemente superará esto con:

[matemática] x + 80 ° = 180 ° (Axioma de par lineal) => x = 100 ° [/ matemática]

Ahora presente a su hijo un problema un poco más desafiante:

Su hijo puede resolverlo o no, pero pídale que preste atención a cómo esto es diferente de resolver el problema aritmético difícil.

[matemáticas] ⦟A + ⦟B + ⦟C = 180 ° => ⦟B + ⦟C = 180 ° -⦟A [/ matemáticas]

(Ángulos en un triángulo)

[matemática] ⦟B / 2 + ⦟C / 2 = 90 ° -⦟A / 2 (1) [/ matemática]

(Dividiendo por dos en ambos lados)

[matemática] ⦟OBC + ⦟OCB + ⦟BOC = 180 ° => ⦟OBC + ⦟OCB = 180 ° -⦟BOC (2) [/ matemática]

(Ángulos en un triángulo)

Sustituyendo B / 2 + C / 2 en (1) y (2)

[matemáticas] 180 ° -⦟BOC = 90 ° -⦟A / 2 => ⦟BOC = 90 ° + ⦟A / 2 [/ matemáticas]

En este punto, puedes hablar sobre P vs NP.

PAGS

Indique al niño cómo el problema aritmético difícil fue un trabajo más tedioso que resolver el problema aritmético fácil. El niño intuitivamente sabía que el problema podría resolverse, pero solo tomaría más tiempo con grandes números. El niño también sabría que podría sumar los números usando una calculadora y verificar su trabajo con el resultado de la calculadora para verificar su respuesta.

Dirija su atención al hecho de que verificar una respuesta dada como correcta (sin una calculadora) y producir la respuesta requiere aproximadamente la misma cantidad de esfuerzo repetitivo.

Dígale que estos problemas aritméticos pertenecen a una bolsa llamada P.

notario público

Señale al niño cómo el problema de la geometría difícil requería más creatividad que el problema aritmético. Si bien la solución es bastante corta, no existe un ‘método’ directo para resolver un problema de geometría difícil. El niño tiene que confiar en la intuición para producir la prueba.

Además, una vez que se entregue la prueba al niño. El niño puede ejecutar fácilmente los pasos y comprender que es correcto. Señale al niño que inventar la prueba es significativamente más desafiante que verificar la corrección de una prueba dada (lo cual es fácil).

Dígale que estos problemas de geometría pertenecen a una bolsa llamada NP.

Resumen

Dígale que se puede enseñar a las computadoras a resolver y verificar rápidamente los problemas de la bolsa P. Sin embargo, nadie sabe cómo enseñar a las computadoras a resolver los problemas de forma rápida y correcta de la bolsa NP. Sin embargo, dada una solución para una instancia de un problema de NP, las computadoras pueden verificar rápidamente su corrección. Si le interesa, puede contarle acerca de más problemas relacionados con la bolsa P y la bolsa NP.

Descargo de responsabilidad: técnicamente, la bolsa P se puede colocar en la bolsa NP y no sé si los problemas de geometría están estrictamente en NP, pero eso es demasiado detalle para un niño.

Le pediría al niño que imagine un juego en el que se garantiza que exista un ratón, un laberinto y un trozo de queso en el laberinto. El objetivo del juego es que el ratón encuentre el queso y se lo coma dejando algunas migajas en su cuerpo al comer. El problema es que el ratón solo tiene tanto tiempo para encontrar el queso antes de que muera de agotamiento y, en segundo lugar, necesitamos poder mirar sus bigotes, cara o pies, para ver si realmente encontró y comió el queso ( es un queso apestoso suave, por lo que seguramente dejará algunas migas en su cuerpo). Ambos estamos de acuerdo con esta estipulación.

Luego, llegaría a un acuerdo con el niño de que se puede verificar una solución al problema examinando el cuerpo del ratón para ver si se encontró o no el queso y se lo comió. Los dos estamos de acuerdo en que este problema es fácil de resolver: simplemente miramos al ratón en busca de evidencia de queso en sus bigotes, pies, cara, etc.

Luego, le informaría al niño que si P es igual a NP, entonces sabemos que el mouse puede navegar de manera inteligente por el laberinto y siempre encontrar eficientemente el queso antes de que muera.

Sin embargo, si P no es igual a NP, entonces el ratón puede o no encontrar el queso porque un viaje eficiente a través del laberinto puede no ser posible. El único camino posible es un viaje ineficiente en el que el mouse puede tener que recurrir a probar muchos caminos, posiblemente todos los caminos en el laberinto para encontrar el queso y, por lo tanto, posiblemente agotarse y morir antes de encontrar el queso.

Entonces, lo que es más importante, le preguntaría al niño “¿vive o muere el ratón en el laberinto?” Y espero su respuesta.

Entonces le diría al niño, si crees que el ratón siempre encuentra el queso y, por lo tanto, siempre vive, entonces le diría “eres optimista y hay algunos matemáticos e informáticos que creen como tú, y que P realmente cree NP igual y por lo tanto, el juego del laberinto es fácil. “PERO, si crees que el ratón no siempre encuentra el queso, y por lo tanto, a veces el ratón muere de agotamiento, entonces diría” eres un pesimista y que la mayoría de los matemáticos e informáticos creen como tú, que P no NP igual y por lo tanto, el juego del laberinto es difícil “.

PAGS

Niño 1

¿Qué es 10 x 10?

Son 100

notario público

Niño 2 (en una habitación separada)

¿Qué dos números multiplicó su amigo (Niño1) para obtener 100?

Uhh… .2 x 50? incorrecto

4 x 25? incorrecto

5 x 20? incorrecto

10 x 10? correcto

… y fácil de decir es igual a 100

Tengo niños muy pequeños pero todavía creo que puedo explicarles p vs np. Primero les daría cajas apilables de diferentes tamaños y les pediría que las apilaran en orden. Lo harían en un minuto. Luego les pediría que jugaran a las escondidas. Si uno de ellos tiene un escondite realmente bueno, tienes que buscar en cada habitación y cada armario y lleva un tiempo. En cambio, si solo les digo dónde se esconde el otro, entonces pueden encontrarlos de inmediato. Eso es P vs NP.

Primero explicaría que verificar y resolver no son lo mismo. Es el punto difícil para un niño.

Cuando era niño, mi padre me dijo que había geometrías no euclidianas. Me encantó: ¡la idea de escribir mi propia geometría! Pero, por supuesto, no entendí realmente lo que significaba. Mucho más tarde en la vida, conocí a un joven que había dejado de aprender matemáticas (y la universidad), porque le habían dicho que las matemáticas eran la única verdad y para él, no euclidiano significaba que no había verdad. Era un joven triste. Debería haber tenido un padre como el mío.

¡La mejor de las suertes!

¡Broma matemáticamente correcta para un niño!

P = NP si y solo si N = 1 pero P no es igual a NP para otros valores de N.