一个AI,做到了人类数学家近80年没做到的事。
5月21日,OpenAI官方宣布:其内部一个通用推理模型,自主推翻了“平面单位距离猜想”(Erdős Unit Distance Problem)——这道由匈牙利数学家保罗·Erdős(厄多斯)于1946年提出的几何难题,困扰数学界整整79年。
消息一出,数学圈和AI圈同时震动。
OpenAI CEO山姆·奥特曼在X上转发了这一消息,写了一句意味深长的话:“感受很复杂。”
菲尔兹奖得主、剑桥大学教授Timothy Gowers称之为“AI数学的里程碑”。为了表达他的震惊,他发帖说道:“如果你是一名数学家,那么在继续阅读之前,你可能需要确保自己是坐着的。”
这次,OpenAI没有再翻车
这不是OpenAI第一次宣称AI解决了“平面单位距离猜想”问题,简称Erdős问题。
七个月前,OpenAI前副总裁Kevin Weil曾在X上高调发帖:“GPT-5找到了10个此前未解决的Erdős问题的解!”
结果很快被打脸——GPT-5不过是在文献里找到了已有的答案,并没有真正解决问题。谷歌DeepMind CEO Demis Hassabis和Meta首席AI科学家Yann LeCun相继嘲讽,Weil随即删帖。
这一次,OpenAI显然更谨慎。
公司在发布证明的同时,附上了一份由多位顶尖数学家联署的“companion paper”(伴随论文),包括:菲尔兹奖得主Timothy Gowers、普林斯顿大学数学家Noga Alon、多伦多大学数论学家Arul Shankar(印度裔),以及维护Erdős问题网站的数学家Thomas Bloom——正是这位Bloom,当初将Weil的那篇帖子定性为"严重误导"。
这些数学家独立审查了AI给出的证明,并确认其成立。
数学家怎么说
菲尔兹奖得主、剑桥大学教授Timothy Gowers在说明论文中称此结果为:
AI数学的里程碑。
普林斯顿大学著名数论学家Arul Shankar表示:
在我看来,这篇论文证明了当前的AI模型已经不只是数学家的助手——它们能够产生真正原创的、有独创性的想法,并将其推进到完成。
普林斯顿组合数学家Noga Alon说:
"埃尔德什本人多次在讲座中提到这个问题,我亲耳听过他讲。可以公平地说,每一位研究组合几何的数学家都思考过这个问题……OpenAI内部模型对这个问题的解决,在我看来是一项杰出的成就。正确答案并非此前猜测的形式,这令人惊讶,而其构造和分析以优雅、巧妙的方式运用了代数数论中相当复杂的工具。"
数学家Thomas Bloom——就是7个月前批评OpenAI"严重误导"的那位——这次在说明论文中写道:
AI正在帮助我们更充分地探索我们几个世纪以来建造的数学大教堂。还有哪些未曾看见的奇迹正在等待?
在AI和数学圈同时活跃的研究者、OpenAI核心研究科学家魏亚历山大(Alexander Wei)连发5条推文,直言震惊:
十个月前,我还因为AI能赢得IMO金牌而欣喜若狂。今天,那种兴奋感显得微不足道:一个OpenAI内部模型推翻了埃尔德什单位距离猜想——这是一个可以'毫不犹豫推荐接受'发表在《数学年刊》的研究成果。
数学是即将到来之事的先行指标。很快——也许比我们所有人想象的都要快——AI将开始在计算机科学、物理、经济、生物等领域自主产出里程碑式的成果。我们应该为科学的本质和方法发生改变的新世界做好准备。
这道题,到底难在哪
这个问题本身说起来并不复杂:
在平面上随机放n个点,最多能有多少对点之间的距离恰好等于1?
这就是“平面单位距离问题”。
听起来简单,但近80年来没人能给出确切答案。
数学家们长期认为,最优解大概长这样:把点排成一个正方形网格,然后按比例缩放,这样能产生大约 n1+C/loglognn1+C/loglogn 对单位距离。这个增长速度只比线性快一点点。
Erdős猜测,这已经是天花板了——不可能有构型能显著超越方格网格。
这个猜测,79年来没人能推翻,也没人能证明它是对的。
AI怎么做到的
OpenAI的模型给出了一族全新的点集构型,对无穷多个n值,单位距离对数达到了 n1+δn1+δ,其中δ是一个固定的正数。
也就是说,它不仅超越了方格网格,还把Erdős的猜想直接推翻了。
普林斯顿数学教授Will Sawin随后进一步精化了这一结果,给出了具体的δ值:δ = 0.014
更出人意料的是证明用的工具。
这道几何题的突破口,来自一个完全不同的数学领域:代数数论——一门研究整数扩展和因式分解的抽象代数理论。具体来说,模型用到了"无穷类域塔"和"Golod–Shafarevich理论"。
这两个工具,代数数论学家们早就熟悉,但没人想到它们能用来解决平面几何问题。
普林斯顿数学家Noga Alon评价说:“正确答案不是 n1+o(1)n1+o(1) 这件事本身就令人惊讶,而且这个构造用到了代数数论中相当复杂的工具,方式既优雅又巧妙。”
为什么这件事值得关注
这不只是一道数学题被解开了。
OpenAI在公告中强调,完成这一证明的,是一个通用推理模型,不是专门为数学或这道题训练的系统。
这意味着,同样的推理能力——能把复杂论证串联起来、跨领域连接知识、找到专家可能忽略的路径——同样适用于生物学、物理学、材料科学、工程和医学。
OpenAI在公告中写道:“AI即将在研究的创造性部分开始扮演非常重要的角色,最重要的是AI研究本身。”
但公告也补充说,人类的判断仍不可或缺:“专业知识变得更有价值,而非更少。AI可以帮助搜索、建议和验证。人来选择重要的问题,解读结果,决定下一步追问什么。”
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