你有没有想过,如果有一天,计算机自己就能证明那些困扰人类几百年的数学难题,那数学家们接下来还能做些什么?在伦敦市中心一家酒店的会议室里,一群学者正在直面这个问题。窗外是热浪中的观光客,餐厅服务员正麻利地收拾着早餐台,而这间没有窗户的屋子里,气氛却有些微妙——既茫然,又兴奋,还隐隐夹着一丝不安。因为如今,AI已经能独立证明定理了,这让他们不得不重新掂量自己在数学未来的位置。

这次闭门工作坊召集了来自多个国家、不同领域的二十五位研究者,目标听起来有些疯狂:用最前沿的AI模型,把费马大定理“翻译”成计算机可以读懂的代码,让它彻底走出纸笔的范畴,变成一段段可被严格检验的程序。而牵头这个项目的,是伦敦帝国理工学院的凯文·巴扎德。他正在执行一项五年计划,要把安德鲁·怀尔斯1993年给出的那套一百多页的证明,塞进一个叫Lean的形式化系统里,好让计算机一点一点啃完,确认其正确无误,并以此为地基搭建更高的数学建筑。

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费马大定理本身,就像数学世界里一座极尽蛊惑的迷宫。它表述起来简单得不像话:对于任何大于2的整数n,方程 aⁿ + bⁿ = cⁿ 绝不可能有全为正整数的解。你拿n等于2试试,那就是我们熟悉的勾股定理,像3²+4²=5²这样的例子随手就能写出一堆。可一旦指数跳到3、4、5……整个事情就变得截然不同。这个谜题从十七世纪被皮埃尔·德·费马潦草地注记在书边开始,足足让世上最聪明的头脑们空转了几个世纪,直到怀尔斯在1993年交出自己的解答,才算是尘埃落定。但问题并没有彻底结束:这份证明太过庞大复杂,人脑要审阅它,就像用肉眼检查一座摩天大楼的每一颗螺丝,谁也不敢拍胸脯说万无一失。

于是巴扎德想做一件只有我们这个时代才能做到的事——把这份证明全部“驯化”成计算机代码,让机器来当那个一丝不苟的检查官。这个过程,术语叫“形式化”。说人话就是,以前数学家们靠纸笔推理,每一步逻辑跳跃,读的人得靠默契和理解去填补那些“显然可得”的缝隙;而形式化之后,就相当于把一套老派的手写食谱,录成一台自动烹饪机接受的精确指令,没有“适量”,没有“翻炒至金黄”,只有克数和秒数。你得把每一步推理都拆解到计算机无法挑刺的程度,连最不起眼的桥段也要交代清楚,否则机器就会卡在那里,死心眼儿地报错。Lean就是这种证明助手之一,它像一个极度较真的助手,可以逐行逻辑推导,验算你说的每一个字,绝不通融。

更吸引人的是,形式化的数学还能“攒”起来共享。现在,一个叫Mathlib的中心仓库里已经沉积了超过两百万行这样严谨到牙齿的数学代码,涵盖了从基础算术到高等分析的诸多模块。而巴扎德的雄心,就是要把费马大定理这个巅峰之作也加进去,让它成为所有未来探索者可以直接调用的可靠积木。这个名叫“形式化费马”的项目在2024年拿到了资助,起步时巴扎德自己一行一行地手工编写代码,进展缓慢,像一只耐心啃穿厚木的蛀虫。

但拐点出现在去年十二月前后。他说,AI模型处理高深数学的能力仿佛忽然提速,整个节奏被一下子拽了起来。到了今年五月,又一件让学界措手不及的事情发生了:一个由数学家保罗·埃尔德什在八十年前提出的老问题,被机器彻底解决了。那意味着,计算机不仅能帮着检查证明,甚至能自己找出证明路径。这件事像一块巨石坠入平静的湖面,让坐在那间无窗会议室里的每一个人都重新掂量起了自己的角色。

工作坊里的景象由此变得格外生动。一群人分作几组,趴在笔记本电脑前,每台屏幕上亮着某种领先AI模型稍微不同的交互界面。机器提供可能的方向或代码块,人类则像导演一样不断抛出提示、拆分子问题,再把AI吐出的片段拼接、校正、验证。巴扎德透露,在这之前,整个项目已经累积了约两万行代码——这已经是相当可观的量了。但就在工作坊开始后的第一天结束时,这个数字就翻了一倍。空气里弥漫着一种嗡嗡作响的紧张感,以至于主办方原本为偏爱安静的人额外预订的第二间会议室,始终空空荡荡,没有一个人愿意离开这股集体冲刺的热度。

工作方式也很能说明问题。人们不再是从头到尾一行行码代码,而是把整个定理拆成层层叠叠的子目标,分发下去,每一颗人类大脑都在和AI模型协作敲凿,一点点啃掉那些顽固的步骤。有人负责将怀尔斯证明里的某个中间引理转写成Lean可以识别的逻辑,有人负责调试AI生成的代码片段里微妙的脱节,还有人专门思考怎么用一种更聪明的方式把问题“喂”给模型,好让它输出更靠近目标的结果。这种局面对人类数学家的要求其实更高了:你不仅得懂数学,还得懂得怎么和机器对话,怎么把一个深邃的想法掰开揉碎成机器能消化的颗粒,还要有足够的判断力