中国科学家首次用中国大模型攻克世界级数学难题

近日，困扰数学界30余年的世界级难题——三维Ghys猜想迎来破解。大湾区大学理学院教授许地生团队依托上海人工智能实验室（上海AI实验室）书生科学多模态大模型S2，基于“通专融合”技术路径，通过人机协同完成了三维Ghys猜想证明。

许地生教授

北京大学董彬教授、刘若川院士团队利用其开发的SHEAF框架对本次证明完成形式化验证，验证了这一工作的正确性。这标志着中国科学家首次用中国大模型攻克世界级数学难题。

始于中国数学奥林匹克

“Ghys猜想”由法国数学家艾蒂安·吉斯（Étienne Ghys）于1995年提出，猜测每一个紧致复流形上的全纯Anosov系统，都双全纯共轭于某个复infra-幂零流形上的全纯仿射自同构。该问题兼具理论难度与学科标志性价值，被动力系统领域数学专家公认为该领域重要的长期公开问题之一，是检验数学推理能力的一块试金石。

突破的起点，始于书生大模型在2025年全国中学生数学奥林匹克（Chinese Mathematical Olympiad，CMO）决赛中的亮眼表现。作为大湾区大学理学院教授，许地生长期专注于动力系统、谱理论、分形几何、数学教育与AI for Math等领域的研究。

他关注到书生大模型在数学方面展现出的潜力，而拿下CMO金牌后的上海AI实验室，也在探索将模型能力从竞赛级转向难度更高的研究级数学，以硬核数学难题倒逼模型能力迭代。双方目标不谋而合。

2026年初，双方正式启动模型训练合作研究。许地生教授成为上海AI实验室访问学者，双方的科研协作由此走向更深、更紧密的阶段。

联合团队同步搭建面向数学研究场景的Harness系统。许地生教授结合数学科研经验，精准指出模型与系统的能力短板；依托真实前沿数学研究命题，排查出系统存在的不足，驱动系统完成多轮迭代打磨。

迭代成型的书生-S2及配套系统，具备大规模递归推理能力，同时拥有高灵活性的人机交互能力，在复杂数学命题的处理能力上实现质的跃升。其中，针对三维Ghys猜想的首轮推理，书生-S2就产出了400页的推导报告。

随后，许地生教授邀请其学生张洁松博士作为访问学者加入联合团队攻关组。张洁松毕业于北京大学，博士导师为许地生、甘少波，已在JEMS、CMP等数学国际顶尖杂志发表文章，现于瑞典皇家理工学院任博士后职位，Ghys猜想是他从攻读博士至今一直关注的问题。

青年数学家张洁松

从书生-S2提供的详尽报告中，联合团队敏锐抓住了其中的关键突破口，持续给模型反馈、校准探索方向，引导模型向着有价值的思路持续深耕，开展多轮深度人机交互，完整解决了该猜想。

攻关过程中，书生-S2先后完成7批接续推演，问题图从15个节点扩展到389个，输出总量达千页的严密推导，同时生成数十种全新论证思路，成功助力团队破解这一世界级数学难题，得到该方向国际前沿学者“思考深度远超预期”的评价。

人机协同取得关键突破

AI助力产出的成果是否经得起验证？北京大学董彬教授、刘若川院士团队完成了本次论文全部四个主定理的形式化验证，证明已通过Lean检验。Lean作为交互式定理证明系统，能对形式化证明进行严格逻辑检查。

北大团队骨干成员姜杰东、吴彬介绍，整个过程仅约5天，峰值并发达100个智能体，产出约55万行Lean代码，展现出极大的并行规模与极快的验证速度。专家确认形式化陈述与论文主定理语义一致，Lean验证据此确保其严格正确性。

这不仅印证了书生-S2在本次前沿数学探索中的独特价值，也传递出信号：中国大模型同样有能力站上前沿数学赛场，助力世界级难题攻关。

本项研究的意义还在于验证了一种新的科研范式。传统数学研究依赖个体天才的漫长摸索，而本次攻关将专家直觉系统性接入机器求解回路，形成“系统探索—专家判断—成果积累—反馈修正”的闭环。

这一范式可复制推广至更多“搜索空间巨大而专家稀缺”的基础研究领域，实现更多“从0到1”的原始创新突破。

作为大湾区大学的青年学者，许地生的研究探索也得到了学校的大力支持。湾大尊重每位教师的学术兴趣与专业判断，支持他们围绕长期关注的基础问题持续钻研，也鼓励大家尝试新的研究工具、开展跨机构合作。

湾大宽松、开放的科研环境，让许地生能够在保持研究方向连续性的同时，探索新的可能。许地生表示，本次取得突破仅仅是一个开端，希望在此基础上发展数学研究的新范式、开辟新的研究路径、孕育新的数学分支。

采写：南都N视频记者 黄慧萍

来源：“大湾区大学”公众号