OpenAI声称证明全维度挂谷猜想,AI颠覆科研的里程碑吗?

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美国东部时间10月26日,OpenAI公布其内部模型在三个学科方向上的新结果:证明所有维度下的局部光滑化猜想,并声称由此一并解决全维度的挂谷猜想与Stein限制猜想;证伪提出近30年的指数时间假设(ETH);为包括量子色动力学(QCD)在内的四维量子场论建立严格的数学存在性证明。总裁Greg Brockman在X上将其称为三项重大科学发现。但必须先划清一条线:这三项成果目前全部处于"声称"状态,均未通过同行评审,OpenAI自己也没有充当裁判。知乎知乎

真正让这个节点区别于以往"AI解数学题"新闻的,不是解决了多少难题,而是OpenAI这次连同证明一起端出来的,是一套为AI产物设计的验证与合作机制——科学界如何消化机器生成的前沿结论,第一次成了必须实际运转的问题。

挂谷猜想:人类推到三维,AI声称推到所有维度

挂谷(Kakeya)问题起源于一根针:让一根针旋转扫过所有方向,需要的最小空间有多大?这样的集合面积可以任意小,但猜想要求它在d维空间中的Hausdorff维数仍然是d——面积可以塌缩,维数不许降,它与调和分析、偏微分方程深度纠缠。

人类进度条是这样的:平面情形1971年即由Davies确认维数为2;2019年Larry Guth、王虹、张瑞祥证明二维局部光滑化猜想;2025年2月,王虹与Joshua Zahl放出百二十余页预印本,解决三维挂谷集合猜想,王虹也凭这一工作获得2026年菲尔兹奖。知乎微博

OpenAI的上一批动作是10月6日公开的722篇数学手稿,其中074号成果族里有一篇175页的论文声称解决四维挂谷猜想,当时没有Lean形式化。知乎

这一次换了入口:模型不再逐个维度硬攻,而是瞄准数学家Christopher Sogge在1991年提出的局部光滑化猜想——研究波在传播中能否长时间异常聚焦——声称找到一种新的辅助偏微分方程,把证明推进到所有空间维度;按OpenAI的论述,这一结果进一步覆盖了所有维度的挂谷猜想与Stein限制猜想,公告口径下还包括Bochner–Riesz猜想。知乎知乎

值得注意的是审查安排:数学部分OpenAI没有为它指定先行审查小组,自然语言手稿和Lean形式化证明直接公开,由研究者自行组织复核,而模型从得到证明到完成形式化只隔了一天。知乎

ETH若被证伪:不是P=NP,但数百篇论文的前提要改写

ETH(指数时间假设)的核心观点是:不存在一种能在亚指数时间内解决所有3-SAT问题的算法;此后近30年,它逐渐成为理论计算机科学的重要基础假设,数百篇论文以它为前提推导图算法、数据库查询等领域的计算时间下界。知乎

OpenAI称模型对固定宽度的CNF布尔公式构造了一种确定性算法,既能判断是否存在满足赋值,还能精确计算满足条件的赋值数量,在子句数与变量数成比例的问题上给出约2^{O(n/√log n)}的运行时间,属于亚指数时间。若证明成立,ETH即告失守。需要澄清:这不等于P=NP被解决,亚指数仍远大于多项式,被推翻的只是"最坏情况必然指数"这道理论边界。知乎

审查安排颇具戏剧性:OpenAI邀请了ETH的两位原始提出者Russell Impagliazzo、Ramamohan Paturi,与MIT的Ryan Williams一起组织外部团队独立审查,Williams等人随后宣布组织开放、独立的审查。近30年前写下这个假设的人,正带着同行检验AI给出的反证。知乎

杨—米尔斯只宣称了"存在性",质量间隙仍在

物理学部分常被"攻克千禧年难题"式标题夸大。克雷数学研究所2000年的原题是"杨—米尔斯存在性与质量间隙",要求证明量子杨—米尔斯理论存在且具有正的质量间隙。而OpenAI这次宣布的只是存在性部分,并未宣布解决质量间隙;其声称沿数学家Tadeusz Balaban的构造性量子场论路线,为包含规范场与费米子的四维相互作用量子场论建立严格存在性证明,涉及QCD及容纳标准模型规范场和费米子的一种统一扩展,并包含纯杨—米尔斯理论的存在性证明。界面新闻知乎

这项成果的节奏也与前两项不同:模型早在9月9日就生成了杨—米尔斯存在性证明,9月18日生成QCD相关证明,因材料复杂、篇幅庞大,直到10月16日完成Lean形式化才推进外部合作。知乎

接手消化它的是2004年诺贝尔物理学奖得主David Gross牵头的工作组,成员包括Michael Douglas、Arthur Jaffe、Igor Klebanov和Nikita Nekrasov,其中Jaffe正是杨—米尔斯千禧年难题正式表述的两位撰写者之一;这个工作组选择先自行整理、撰写人类可读的研究文本,暂时不公开AI生成的原始证明。知乎

三项成果,三种审查机制:里程碑的真正落点

回看这次发布,三项成果分别对应三种安排:数学部分直接公开,让社区自行组织研究;计算机科学部分公开证明,同时邀请ETH原始提出者和领域专家组织独立审查;物理部分则先把材料交给专家团队,待他们完成整理后再决定如何发表。OpenAI对这些AI产物用了一个耐人寻味的定位——“原始研究数据”,把"产生证明"与"形成科学理解"分开;公司还提出外部成员自愿、独立参与、不签保密协议、不替OpenAI争取学术署名等合作原则,并承诺支持独立审查,此前已宣布向Simons Foundation相关计划投入500万美元,用于研讨会、学术会议和研究项目。知乎

这套机制之所以重要,是因为怀疑并非没有根据:10月6日那批722篇手稿公开后,已有三篇因证明中的符号错误被撤回;而即便有Lean形式化,学术界仍需确认形式化定理是否准确对应原来的猜想,以及证明引入了哪些可迁移的新方法。社区反应也因此两极:有数学背景的用户调侃"调和分析已经死了,说不定一觉起来自己的分支就不存在了",也有人认为AI连证带验跑通后纯理论研究的相对价值在下降、该转向实际问题,还有人庆幸"还好王虹早了一步获奖"。这些态度指向同一个真问题:当AI短时间生成大量前沿结论,科学界如何把它们转化为可理解、可验证、可继续使用的知识。知乎微博

所以对"AI颠覆科研的里程碑"这个问句,证据允许的结论是:在"生成证明、形式化验证"这一侧,AI已从答题工具走到声称能改动学科地基的位置;但在"判定何为真理"这一侧,决定权仍被OpenAI主动交还给了人类审查者。有媒体评论称,接下来这些领域的重心,或许会从"AI能不能解难题"转向"该建立什么样的规则,和AI一起做基础研究"。下一个真正的验证节点,是Williams等人对ETH反证的独立审查结论,以及数学社区能否对全维度局部光滑化证明完成复核——在此之前,讨论里所有动词都应该是"声称"。界面新闻

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