No.0377
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导 读
当地时间9月11日,陶哲轩、邓煜、彼得·舒尔茨等25位菲尔兹奖得主联署发布声明,称人工智能公司与数学共同体之间出现了“严重错位”。注意,这个词儿“Severe Misalignment”,就是颗粒度对不齐到砖头那么大了快,但它没有反对或者破坏的意思。
这句话很快被压缩成更容易传播的版本在互联网疯传:“顶尖数学家警告AI正在破坏数学。”回到声明原文,我们发现25位签署者没有要求停止AI参与数学研究,也没有否认大模型近来取得的数学进展。相反,他们明确承认:人工智能有潜力“增强和加速真正的数学研究与理解”,数学界也必须适应这种变化。
他们反对的不是AI做数学,而是把数学变成一场以著名难题为奖杯、以抢先发布为胜负、以“解出多少题”为能力指标的竞赛。
这场争论发生在 OpenAI 宣布其内部系统给出Navier—Stokes 千禧年问题解答后不久。它表面上关乎一份AI生成的证明,实质上却提前提出了一个将影响整个科研体系的问题:当机器能够越来越快地给出答案,一项科学发现的意义究竟是什么,它又在什么时候才算完成?
走,跟伙伴君来!
今日主笔|晶恒
陶哲轩等25位菲尔兹奖得主从未反对AI,他们反的是竞赛
/ 01 / 不是反对 AI,而是反对“解题竞赛化”
这份声明的立场是鲜明的。它承认,过去数月中,大语言模型的数学能力出现明显提升,已经开始解决多个数学领域的重要未决问题。它也承认,AI 可以帮助研究者加快探索、验证和理解的过程。声明的警告针对的是另一种倾向:AI 公司将“解决数学问题”主要当作衡量和展示模型能力的benchmark,并由此把著名猜想、重大难题和首发权推入商业化竞速。
无论是OpenAI还是Anthropic都把解决一个个世界级难题当做最醒目的能力勋章:它便于量化、传播和比较,也能迅速证明模型超越了此前能力边界。但在数学共同体看来,著名问题的意义并不只在于“最后得到答案”。一代代研究者围绕一个问题工作,往往会发展出新的概念、方法、技术路线和理论语言。难题因此像数学地图上的地标与灯塔:它们既检验理解的深度,也指引一个领域向未知处延伸。
一个问题被解决后,真正的学术工作通常并未结束。同行要检查证明,提炼关键步骤,弄清新方法与既有理论之间的关系,判断其适用范围,再将复杂成果逐步压缩为可交流、可教学、可延展的知识。一个好证明不仅要说明“结论是真的”,还应让后来者理解“为什么是真的”以及“还能用到哪里”。
25位数学家所担心的,正是这个过程被“谁先宣布答案”的竞赛逻辑挤压。公开信的表述很有力:解决问题只是获得概念理解和洞见的工具及代理指标。若把这个代理指标误作最终目标,以越来越快的速度批量生产“真/假”命题,可能不是在孕育新思想,而是在破坏孕育思想的土壤。
/ 02 / 一份证明,不等于难题已被解决
OpenAI 9月8日宣布,它组织约1万个协同智能体,用约88小时得到了一项针对Navier—Stokes千禧年问题的解答。随后,系统又将证明写成可以由计算机逐步检查的Lean代码,对整个推导过程进行形式化验证。
这到底意味着什么?那就先得说清楚,这道困扰数学界几十年的题究竟在问什么。
水在管道里流,空气绕过机翼,海浪翻滚,烟雾升腾...这些看起来完全不同的现象,背后都可以用一组著名的方程来描述,这就是Navier—Stokes方程。问题在于:这套方程虽然已经使用了一百多年,人类却至今不能证明,在三维世界里,它是不是永远都“算得下去”。
可以把它想象成这样:
假设一开始,一池水非常正常,水流的速度、方向都平滑而有规律。随后让它按照Navier—Stokes方程不断演化。数学家想知道的是:这种平滑状态会不会永远保持下去?还是在某个有限时刻,方程描述的流动会突然出现一种极端状态,使某些数学量急剧增大,甚至不再保持有限和平滑?
后一种情况,在数学上就叫“奇点”。
它并不是说现实中的水会突然出现一个“无限大的浪头”,而是说:描述流体的这套数学模型,在某个地方可能出现失控,原本光滑的解不再光滑。这正是Navier—Stokes千禧年难题的核心之一。Clay 数学研究所把它列入七个“千禧年大奖问题”。
OpenAI 这次声称找到的,就是这样一种“会出问题”的情形:在符合题目允许的条件下,从平滑的初始状态出发,并施加适当的平滑外力,三维不可压缩Navier—Stokes方程可以在有限时间内形成奇点。
如果这个证明最终成立,当然是一件大事。但这里有一个很容易被新闻标题抹掉的区别:“AI写出了一份证明”,不等于“这道千禧年难题已经被数学界宣布解决”。
两者之间,至少还隔着三道门。
第一道是提出答案。OpenAI 可以宣布:我们认为自己找到了证明,并把论文和推导过程公开出来。这相当于一位数学家把一篇论文放到桌面上说:“我觉得这道题我解出来了。”
第二道是检查推导有没有逻辑错误。这就是 Lean 发挥作用的地方。Lean可以理解成一个极其严格、不会疲倦的“数学验算员”。人必须先把数学定义、条件和每一步证明翻译成机器能够识别的语言,然后Lean一步一步检查:这一行能不能由上一行推出?这个定理有没有正确使用?中间有没有偷偷跳过一个没有证明的步骤?
普通数学论文中,一份几十页甚至几百页的证明主要靠同行逐行阅读;而形式化证明,相当于把推导拆到足够细,让计算机也参与逐步验算。对于 AI 生成的大规模证明,这一点尤其重要。因为机器可以在很短时间里产生远超人类阅读速度的数学内容,人类已经很难只靠肉眼检查所有细节。但 Lean 也不是数学界的“终审法官”。原因很简单:Lean检查的是“你交给它的这道题,证明得对不对”;它不能自动保证“你交给它的,恰好就是原来那道题”。
举个简单的例子。有人声称自己证明了“所有天鹅都是白色的”,然后把一个严密证明交给计算机。但仔细一看,他在开头写进系统的条件其实是:“所有被讨论的天鹅都是白色天鹅。”那么后面的推导即使百分之百正确,也没有解决原来的问题。
真正复杂的数学证明当然不会如此简单,但道理相同:形式化系统能够严格检查逻辑链条,却不能独自替代数学家判断——你形式化的问题与原问题是否完全对应?有没有偷偷增加条件?某个定义有没有改变原题含义?证明与已有文献是什么关系?它究竟用了什么新的数学思想?
所以还有第三道门:数学共同体接受。
其他数学家必须真正读懂这份工作,独立检查它使用的条件,确认它确实回答了Clay原来的问题,还要与此前几十年的研究比较,判断哪些部分是新的、哪些建立在前人工作之上,新的方法究竟意味着什么。
这个过程往往远比“机器显示验证通过”慢。
Clay数学研究所对此有明确规则:一项候选解答必须先发表在符合条件的学术出版物中。发表至少两年,并获得全球数学共同体的普遍接受之后,Clay 才会考虑授予千禧年大奖。研究所也不接受作者直接把一份证明寄过去要求评奖。因此,可以把整个过程简单理解成:OpenAI说“我解出来了”是第一步;Lean说“这套形式化推导在逻辑上过关”是第二步;数学界最终说“对,这确实解决了原来的千禧年问题”才是第三步。现在走到哪一步了?
OpenAI 已经提出了一项极其重要的数学主张,也拿出了可以供外界检查的论文和形式化证明材料。但它是否真正解决了Navier—Stokes千禧年问题,它的条件是否完全符合原题要求,证明是否具有原创性,以及数学界最终是否接受,都仍需要独立研究者继续审查。
所以此刻最准确的说法,不是“AI已经攻克了Navier—Stokes千禧年难题”,而是:AI交出了一份可能改变数学史的答卷。机器已经检查过一遍,现在轮到数学家阅卷了。
/ 03 / 一场风波,暴露科研优先权难题
25位数学家选择在此时发布声明,也有具体背景。(更详细版本可以参考简单说,在OpenAI宣布结果前后,另一支研究团队也已经沿着非常接近的方向取得了进展。
纽约大学数学家Tristan Buckmaster和Anthropic研究人员Levent Alpöge,利用多种大模型研究了几类描述流体运动的方程。这些方程名字很长,普通读者不必一一记住。它们研究的其实是同一个大问题:一团原本平稳、连续的流体,按照数学方程不断演化,会不会在某个时刻突然“失控”?Buckmaster和Alpöge已经公开了三类这样的结果,其中他们证明了某些方程在受到平滑外力作用时,确实可以在有限时间内产生奇点。他们还表示,自己相信在另一类与Navier—Stokes更接近的方程——“次耗散 Navier—Stokes 方程”上也已经找到了类似结果。可以粗略理解为:这是对标准Navier—Stokes方程的一种修改版本,流体内部“抹平剧烈变化”的能力更弱,因此更容易出现奇点。不过,这部分工作当时还没有完成形式化验证和论文整理,所以他们没有把完整证明公开出来。
这里有一个很重要的细节。
Buckmaster 特别强调,这些成果并不是“大模型突然灵光一现,凭空把答案吐了出来”。他们的工作建立在其他数学家多年积累的基础上。此前,Diego Córdoba、Luis Martínez-Zoroa 等研究者已经发展出利用外力制造流体奇点的数学方法。Buckmaster和Alpöge是沿着这条研究路线继续向前推进,再借助大模型寻找新的构造、计算可能性和证明路径。
换句话说,AI确实参与了发现过程,但它进入的并不是一片空白。前面已经有几十年的数学积累,有前人的论文,有研究者对问题的理解,还有人类数学家不断判断:模型给出的方向哪些值得追,哪些是死路,哪些必须重新证明。
/ 05 / 下一场竞争,应是知识交付能力
这场风波带来的启示,并不是要给AI在数学中的应用设限,更不是要求人工智能公司退出基础研究。相反,AI进入科学发现已是不可逆的趋势。真正的竞争,应从“谁先生成答案”转向“谁能将答案交付为可信、可理解、可继承的知识”。
对于重大AI科研成果,至少应建立以上我们讨论的清晰状态:候选发现、可复现验证、独立专家审查、共同体吸收。这不是为 AI 额外设置门槛,而是任何重大科学成果都应遵循的基本逻辑。AI改变的是发现速度与成果形态,不应取消科学共同体对可靠性、可解释性和归属的要求。
对掌握强大模型与算力的企业而言,真正稀缺的能力也将不再只是“找到一个答案”。更重要的是能否交付完整的科研资产:清晰的问题定义、可复现的材料、可读的证明路线、准确的文献来源、透明的数据边界,以及能够接受外部质询的技术解释。
对正在加速布局人工智能与基础研究融合的各国而言,这同样是一道必须尽早回答的问题:它不只关乎科研机构如何评价AI产出的成果,也关乎整个科学体系是否会把“更快刷出正确答案”当作新一代的应试指标。科学评价不能只看完成了多少挑战题、发了多少“突破”,还应看其是否帮助研究者形成可验证的证据链,是否沉淀可复用的方法,是否提升了年轻研究人员提出问题和理解问题的能力。
陶哲轩等25位菲尔兹奖得主提醒的正是这一点:AI能够改变数学,但不应把数学压缩成一场关于首发、算力和答案数量的竞赛。一个结论真正完成,不是因为机器在屏幕上显示“已证明”,而是因为它能够被人类理解、检验、正确归属,并成为下一次发现的起点。
我是晶恒,咱们下期见~
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