Tại sao lại xảy ra sự bùng nổ tổ hợp thông tin?

Không biết bạn đã nghe thấy chuyện thông tin tăng nhanh đột biến dẫn tới sự “bùng nổ” chưa. Đó là chuyện gì vậy? Hãy xem một ví dụ đơn giản sau đây.

Có một tấm bản đồ thành phố, người bán hàng cần phải đi hết các thành phố, và chỉ đi tới một lần. Trong bản đồ, cứ giữa hai thành phố là có một con đường, trên đó ghi rõ khoảng cách hai bên. Yêu cầu thiết kế một hành trình cho người bán hàng nọ, sao cho xuất phát từ bất kể thành phố nào trong số các thành phố đó, và rồi khi quay lại thành phố ban đầu thì đó là hành trình ngắn nhất. Đó chính là “bài toán người bán hàng”.

Yêu cầu giải đề toán này có vẻ không khó, chỉ cần tìm ra các con đường trên bản đồ, rồi so sánh, chọn con đường ngắn nhất là xong. Nếu số lượng thành phố ít thì cách thức đó là khả thi và thiết thực. Thế nhưng, nếu số lượng thành phố là nhiều thì phương pháp này sẽ thất bại. Nếu số thành phố là N, thì những con đường khác nhau giữa các thành phố là N! (giai thừa N) (N! = 1x2x3x…x N) đường. Nếu việc tính toán độ dài một con đường mất đi thời gian là 0,1 micrô giây (10-7 giây) thì phải sử dụng số thời gian là N! x 0,1 micrô giây để tính ra độ dài của tất cả các con đường. Trong công việc thực tế, đòi hỏi người bán hàng phải đi thăm hỏi 24 thành phố thì cũng không phải việc gì kì lạ lắm.

Nhưng 24! thì lại lớn quá chừng. Tổng lượng thời gian dành cho việc tính toán độ dài các con đường nối 24 thành phố là 24! x 0,1 micrô giây (tức 6,24484017 x 1022 micrô, khoảng 1960 triệu năm). Bởi vậy, nếu N cộng thêm 1, tức 24 + 1= 25 thì thời gian tiêu phí sẽ tăng 25 lần, tức là 25 x 0,1 micrô giây (khoảng 49050 triệu năm). N tăng thêm 1 thì lượng thời gian tăng (N + 1) lần. Tốc độ tăng trưởng tăng đột biến khiến ta khó hình dung được. Hiện tượng này chính là vấn đề “bùng nổ tổ hợp”.

Còn một số vấn đề gọi là vấn đề đánh cờ, nếu người đánh cờ với máy, để đảm bảo cuối cùng sẽ thắng thì máy tính có thể phải thử cách đi của mọi khả năng, rồi đó mà chọn lấy cách đi để thắng. Mỗi lần thử nghiệm một nước cờ thì lại có một thế cờ, mà số lượng thế cờ là rất nhiều. Ví dụ cờ vua có lượng thế cờ là 10120, còn cờ vây là 10761.