AI在88小时内破解两百年数学难题,引发学界争议!
最近,数学界又掀起了波澜(我为什么说又呢)!9月8日,OpenAI正式宣布取得了重大进展,组织了1万个代理程序,仅用88小时,消耗了1300亿个token,成功解决了人类历史上最具挑战性的数学问题之一——“纳维-斯托克斯方程”(NS方程)的问题!这一消息一出,许多数学研究者感到震惊,心想:连这么复杂的数学问题,竟然不再是数学家的专属领域了吗?我决定今晚尝试用WorkBuddy和豆包来研究一下哥德巴赫猜想,大家觉得可行吗?
然而,就在OpenAI发布消息后不久,两位数学家立刻发表了小论文,展开了激烈的争论!他们指责OpenAI的证明思路源自于他们与ChatGPT之间的对话……等一下,这突如其来的瓜怎么落到我身上了?接下来就让我们理清这个事件的前因后果,品尝一下新鲜的数学AI八卦吧!
首先,AI解决的这一数学问题有多复杂呢?2000年,克雷数学研究所提出了“千禧年七大难题”,每道题的奖励高达100万美元!这七个问题分别是:黎曼猜想、庞加莱猜想、P=NP问题、霍奇猜想、BSD猜想、杨-米尔斯存在性和质量间隙、以及纳维-斯托克斯方程的光滑性与解的存在性。说这些问题有多难,简单来说,过去26年里,七道题中仅解决了一道。2003年,俄罗斯数学家佩雷尔曼成功破解了庞加莱猜想,但他拒绝领取那100万美元,认为自己不应该独享荣誉,要与数学家汉密尔顿共同分享。
随着OpenAI宣布用AI模型解决NS方程,这笔奖金似乎也没被人看重。OpenAI甚至表示,他们也不想要这100万美元,让人啼笑皆非。如果OpenAI的成果被证实正确,千禧年难题就只剩下五道了。就我个人观点,P=NP题似乎最简单,答案应该是P=0或N=1,听听大家的意见。
那么,NS方程到底是什么?其实,大家可以理解。举个例子,小球受力后会移动,这一过程满足牛顿第二定律。若将小球替换为流体,把力量换算为压力梯度、粘性和外力,同时将质量与密度等同,最后把加速度替换为随体导数,便得到了NS方程。这个方程是描述流体运动的基础方程,由纳维和斯托克斯在1830年左右推导而成,自此对很多专业领域产生了深远的影响。
然而,尽管方程已被推导出来,仍然有一个未解之谜:数学家们想知道,这个方程是否会发生崩塌。如果给定一杯水一个光滑的初始状态,跟随NS方程演化,它的某个点是否会在有限的时间内速度突然无穷大?这个现象称为“爆破”,过去90年来,没人知道这个问题的答案。OpenAI的研究结果表示:对于任意大小的粘性,存在一个作用于有限时间和空间的光滑外力,可以使一团原本静止的水在有限时间内向无限加速,且其总动能始终有限(实话说,我对这段解释也不是特别懂,这是GPT写的)。
本应欢庆AI在数学领域取得的巨大成功,但随后两位数学家却纷纷出面对OpenAI发起攻击。其一是来自纽约大学的教授Tristan Buckmaster,我们称之为数学家B哥,另一位是Anthropic的研究员Levent Alpög,我们称他为数学家A哥。此时,数学界的争论愈演愈烈。
令人惊讶的是,8月10日,Anthropic发布了一篇论文,将黎曼ζ函数在临界线上零点比例的下界由41.6%提升至67.2%,推动了黎曼猜想的进展。而A哥正是该论文的审稿人。在8月15日,B哥与A哥共同取得了针对欧拉方程爆破解的突破,推动了NS方程的研究。
由于A哥的成果不断,心中暗暗得意,于是开始在推特上发一些看似无关紧要的内容,暗示接下来将有重磅消息。不料这一切传到了OpenAI处,事情的性质却变了。由“Anthropic推动了黎曼猜想的问题”变成了“Anthropic解决了一个千禧年问题”,最终甚至传成“Anthropic解决了两个千禧年问题”。面对竞争对手的强劲势头,OpenAI紧张不已,决定必须全力拿下一个千禧年问题的首发。他们的策略竟是把六个千禧年问题全部交给GPT,请它逐个证实。
于是,在NS方程上,Agent们迅速取得了进展!OpenAI调集了1万名代理,全力以赴集中攻克这一难题。曾经我无法想象这种策略的有效性,恰似我的导师带着我一个人却永远无法发表一篇《Nature》,即便再多招募10000个博士也未必能成功。然而,对AI而言,这一策略显然奏效!最终,他们花费了88小时,消耗了3000亿个输出token。