困扰数学界30余年的一道世界级数学难题,被中国科学家借助国产人工智能大模型攻克。近日,上海人工智能实验室(上海AI实验室)宣布,实验室访问学者、大湾区大学教授许地生团队,依托书生科学多模态大模型S2,通过人机协同完成了三维吉斯猜想的证明。这是中国科学家首次利用中国大模型攻克世界级数学难题。
长期以来,数学研究特别是重大猜想的证明,高度依赖数学家个人的知识、经验和创造性思维。然而,近一年间,AI在前沿数学领域的进展明显提速。特别是今年9月以来,国际顶尖AI模型接连向长期悬而未决的数学问题发起挑战,公开大量研究成果,引发国际数学界广泛关注。在这一背景下,中国科研团队利用自主研发的大模型完成重要数学猜想的证明,也意味着中国在这场全球性的AI数学探索中显示了自己的实力。
值得一提的是,近期国际顶尖AI模型公开的数学研究成果,质量参差不齐,不少结论仍有待严格核验。但此次中国科学家完成的吉斯猜想证明,得到了北京大学董彬教授、刘若川院士团队严格的形式化验证,论文和验证代码均已公开。
吉斯猜想由法国数学家艾蒂安·吉斯于1995年提出,是复动力系统领域重要的长期公开难题之一。它兼具理论难度与学科标志性价值,被公认为检验数学推理能力的一块试金石。实际上,此前许地生也曾深耕吉斯猜想,并与导师、菲尔兹奖得主阿图尔·阿维拉一起研究该猜想的三维情形,但没有形成有效的证明思路。
突破的起点可以追溯到2025年全国中学生数学奥林匹克竞赛。当时,该项赛事首次设置AI测试,上海AI实验室研发的上一代模型书生-S1表现亮眼,取得102分,超过人类选手金牌线。大模型展现出的数学推理能力,引起了许地生的关注。与此同时,上海AI实验室也希望将模型能力从竞赛级提升到解决真正的前沿数学研究问题。
今年初,双方正式启动合作。许地生从数学研究的实际需求出发,参与模型训练数据和能力评测体系的设计,帮助AI研发团队发现不足、改进模型。同时,上海AI实验室采用“通专融合”技术路线,在通用科学知识基础上强化专业数学知识和复杂推理训练,开发配套智能体,使模型能拆解复杂问题、开展大规模推演,组织不同任务之间的协作。
据上海AI实验室青年研究员赵海腾介绍,提升模型的数学推理能力,只是研究级数学攻关的一部分。面对吉斯猜想这样的重大难题,还需要借助智能体系统,完成长时间推理中的任务管理、信息记忆和研究方向协调。
随着模型能力不断提升,今年夏天,团队开始利用书生-S2尝试攻克吉斯猜想。模型从不同角度展开探索,提出多种解题思路,既有难以走通的路径,也有富于启发性的新方法。
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系统多轮交互过程及各轮交互中的递归求解结构图示 图片来源:上海人工智能实验室
在这一过程中,数学家的专业判断发挥了关键作用。许地生与他邀请加入联合团队的访问学者张洁松,仔细筛选模型提出的思路,判断哪些方向值得深入,并持续提供反馈,引导模型开展下一轮的推演。AI则凭借长链条推理和跨领域知识整合能力,帮助数学家突破此前难以解决的关键问题。
经过多轮人机协同探索,团队最终形成了完整证明。可以说,该成果并非由AI独立完成,也不只是数学家利用AI进行计算,而是将机器的大规模探索能力与人类专家的研究经验结合起来,实现了对前沿数学难题的突破。
上海AI实验室表示,此次研究展示了国产大模型辅助开展前沿数学研究的能力,也探索出一条数学家与AI深度协同的科研路径。下一步,团队计划将相关方法和技术模块进一步整理、封装到“书生·端砚”科学发现平台,为后续数学及其他领域的科学研究提供支持。
来源:文汇报 上观新闻 上海科技
作者:张懿
编辑:朱文莹
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