9月8日,OpenAI宣布他们通过一个尚未公开的内部模型给出了纳维—斯托克斯方程“存在性与光滑性”问题的一个解答。这是克雷数学研究所列出的七个“千禧年难题”之一,悬赏100万美元,困扰数学界近一个世纪。按照OpenAI披露的解题过程,他们动用了大约一万个AI代理同时展开搜索,88小时后找到关键解法,随后又用17小时完成Lean形式化验证。OpenAI同时明确表示,团队不会去申领这100万美元。
严格来说,这个千禧年难题距离被正式攻克还有几个步骤,但这并不妨碍它成为一个标志性事件。更有意思的是,OpenAI连奖金也不准备要了,因为他们清楚解决一道世纪难题本身,已经成为展示AI能力最昂贵也最耀眼的广告。
更惊人的地方在于,这并非一次偶然的炫技。
2024年,谷歌旗下DeepMind的AlphaProof和AlphaGeometry 2在国际数学奥林匹克竞赛中达到银牌水平;一年以后,Gemini Deep Think已经达到金牌标准。到了2026年,AI开始越过竞赛题这道边界,进入真正的研究前沿。5月,OpenAI公布AI自主推翻一个研究近80年的Erdős几何猜想;8月又一次性公布十项数学和理论计算机科学成果,其中包括解决或推进多个长期开放问题。到了9月,千禧年难题也进入了它的射程。
纽约大学数学家特里斯坦·巴克马斯特把这一刻称为数学的“深蓝-卡斯帕罗夫时刻”。这个比喻有一定的恰当性。
人们过去总能给人工智能划出一条能力的边界。机器可以算得比人快,但它不会下棋,直到深蓝击败卡斯帕罗夫;机器可以搜索,却没有直觉,直到AlphaGo下出了职业棋手此前很少想到的棋;机器可以模仿语言,却做不了真正需要原创推理的数学,直到今天,AI不能原创的定性也在动摇。
数学之所以特殊,是因为它长期被视为人类纯粹理性的最高形式。文学还可以说依赖个人经验,艺术涉及情感,社会科学充满价值判断,数学看起来最接近那个“只靠智力就能抵达的地方”。一个人在黑板前用几年甚至几十年时间寻找一条证明路径,几乎就是人类智力英雄主义最经典的图景。
无疑,这个图景正在悄然改变。
陶哲轩对AI的态度变化很有代表性。2024年,他使用当时的模型做数学时,把它比作“一个平庸但并非完全无能的研究生”。到今年3月,他的评价已经变成AI在数学和理论物理中“可以正式上场”了,因为它为研究者节省的时间开始超过它浪费的时间。他用AI查文献、写程序、做图、跑计算,也用AI快速判断一个想法值不值得一直追问。他认为,随着AI能力提高,数学家的“工作说明书”也会改变,选择什么问题、怎样组织探索、怎样判断结果的重要性,会越来越成为稀缺能力。
问题在于,AI的进化速度可能比数学家重新定义自己更快。
如果有一天黎曼猜想被一个AI系统独立解决,数学界会遇到一个此前从未真正思考过的问题。菲尔兹奖按照现行规则只能授予40岁以下的“个人数学家”,当然不能直接颁给一台机器。可当最重要的数学贡献越来越多地由模型完成,奖项究竟是颁发给证明的发现者、提出提示词的人、训练模型的工程师、提供算力的公司,还是负责把机器结果整理成人类语言的人?
这种可能会出现的获奖悖论,其实隐藏着我们对“谁在创造知识”定义的迷惑。一旦这个定义动摇,尴尬的就不只是奖杯该交给谁。
围棋提供了一个诱人的类比。今天最强的人类棋手已经不再可能战胜最强AI,可围棋没有死亡,人类仍然比赛,仍然享受布局、判断和胜负。
数学却有一个关键区别。围棋可以人为规定“人类比赛禁止使用AI”,数学研究很难这样做。一个团队如果坚持不用AI,但是另一个团队却用一万个代理同时搜索的话,前者很可能在结果发表以前就已经被后者越过。科学追求的是可共享的真理,不是同一规则下的人类竞技。一旦AI进入科研飞轮,想让所有人同时停下来几乎不可能。
今年,陶哲轩提出了一个很值得重视的概念,数学可能正在从“证明稀缺”进入“证明过剩”。
过去,找到一条重要证明非常困难,困难本身构成了一套天然的筛选机制。能够被写出来、发表出来并进入数学共同体视野的证明,总量相对有限。AI改变的首先是供给曲线。它可以同时启动成千上万条思路,失败以后立刻重来,不需要睡觉,也不会因为连续三个月没有进展而开始怀疑人生。
陶哲轩把数学研究进一步拆成生成、验证和“消化”几个环节。过去,这些步骤都很昂贵,而且往往同时发生。一个数学家花几年找到证明的过程中,通常也已经对问题形成了深入理解。AI开始把几件事情拆开了。生成证明越来越快,形式化验证也越来越快,真正跟不上的反而是人类理解、解释和把新思想纳入整个数学知识体系的速度。
OpenAI这次纳维—斯托克斯项目展示的已经很像一种“工业化科研”。约一万个代理并行工作,解决该问题的过程中交换了270万条消息,生成大约1300亿量级的token。数学研究第一次如此直观地呈现出算力密集型产业的样子。过去讲一个数学家的天赋、训练和直觉,未来可能还要讲模型版本、代理数量、推理预算,以及谁能够承担如此巨大的计算资源。
这正是“数学会不会变成量化交易”的担心。
量化交易发展到一定阶段,比拼的已不只是交易员的聪明程度,还包括算法、数据、算力和基础设施。未来的一部分数学研究,也可能出现类似结构。好的问题一旦被公开,如果证明空间可以被大规模机器搜索,资源最充足的机构就有能力最快把它“打穿”。学术竞争从人与人的智力竞争,进一步变成组织、模型和计算资源的竞争。
9月11日,陶哲轩与另外24位菲尔兹奖得主联合发表声明,公开警告AI公司目前这种以攻克著名难题展示模型能力的竞赛,与全球的数学共同体真正追求的目标存在“严重错位”。声明中特别强调,著名问题在数学史上的意义从来不只是最后得到一个答案。它们更像灯塔,迫使几代数学家发展新概念、新工具和新的理解方式。一道问题解决以后,还要经过讲座、争论、简化、教材化,最后变成人类真正可以学习和继续使用的知识。
如果AI高速批量生产答案,证明越来越多,真正稀缺的东西就可能变成理解这些证明的人。
更麻烦的是,AI还可能改变数学共同体几百年来赖以发展的开放传统。陶哲轩最近特别担心,“好问题”会成为一种不可再生的资源。过去,数学家愿意在讲座、博客和同行交流中公开尚未成熟的方向,因为一个好问题往往需要多年才能解决,公开讨论能够吸引更多人共同推进。可如果一个想法刚刚露头,大公司就能立刻投入数千个代理把它跑完,最理性的个人选择反而可能变成保密。陶哲轩警告,这种激励甚至可能逆转几个世纪以来的开放科学传统。
一个原本依靠公开交流繁荣的学科,可能因为AI的速度开始奖励封闭。这种损失可能比人类顶尖数学家无法解答任何难题更严重,因为真正遭到破坏的是新思想形成的生态。
于是我们会面对一个很奇怪的局面。人类过去最缺答案,未来可能最缺时间。
机器一天可以生成几百篇值得检查的证明,人类同行评议却不可能扩大几百倍;Lean可以验证逻辑是否成立,却不能自动决定一条证明是否优美、是否揭示了新的结构、是否值得下一代学生花半年时间学习。知识生产的瓶颈会不断向后移动,从发现移到验证,再移到解释、筛选、教学和意义判断。
数学也许不会死,却可能出现大量“已经被证明,但没有真正被人类理解”的知识。这在数学史上会是一种非常陌生的状态。
这件事让我更在意的,其实还不是数学家的“饭碗”,也不是菲尔兹奖以后应该颁给谁,而是一个更加日常的问题。
我们为什么要做那些困难的事情?
科研当然需要结果。证明一个定理、发现一种药、找到一种新材料,都有实际价值。但对真正从事研究的人来说,科研从来不只是一台生产答案的机器。一个问题长期想不通,换了十几条路都失败,某一天突然发现两个此前毫无关系的概念居然可以连接起来,那一刻的兴奋构成了科研工作最重要的回报之一。
很多数学家一生真正难忘的,未必是论文发表的那一天,而是第一次看见那条路的几分钟。
如果AI把这段过程压缩成几个小时,会发生什么?
未来的数学研究,可能形成一种稳定分工,机器负责猜想、搜索、证明和形式化验证,人类负责选题、审核与解释。效率极高,论文更多,知识增长更快。从整个文明的技术进步看,这似乎没有什么不好。
但站在一个具体的人身上,事情会呈现出另一面。我们可能第一次拥有大量自己并没有经历过“发现过程”的知识。
陶哲轩曾用一个很形象的比喻。过去研究一个难题,像徒步去一个很远的地方。一路上会留下路标,会画地图,会发现岔路,后来的人可以沿着这些路径继续前进。AI更像坐直升机直接降落在终点。你确实到了那里,却失去了旅途中产生的大量东西。
这种变化其实早已发生在日常生活里。
导航软件让我们几乎不会迷路,却也让很多人失去了建立城市空间感的机会。计算器让计算更容易,搜索引擎让记忆事实没有那么重要,生成式AI则开始替我们写信、读材料、做方案、画图、编程和思考。每一次替代单独看都很合理,因为它确实能大幅度提高效率,但问题出在过程被大规模省略后,人到底还能亲自做些什么?
生活中很多最有价值的事情,本来就没有效率。自己做一顿饭比外卖慢,爬山比坐缆车累,学一门外语远远不如实时翻译方便,自己弹琴也不可能比专业录音更好听。我们仍然愿意做,是因为人的满足感很大一部分来自过程给予自身的正反馈,有时候结果只是过程留下的痕迹。
科研尤其如此。一个博士生花几年时间做出一个最后只有少数同行阅读的证明,如果只按照“结果效率”衡量,这件事早就不经济。可那几年训练出来的判断力、耐心、审美和提出新问题的能力,恰恰是学术共同体能够继续运转的原因。
25位菲尔兹奖得主在声明中提到,多年的训练从来不只是为了制造最终答案,它还在形成理解力以及提出新问题和新思想的能力,这样的能力比学习数学想要达到的彼岸更加重要。
我们可能正在走进一个结果极其丰裕、过程越来越外包乃至贫瘠甚至缺失的时代。
人类过去害怕的是机器替我们劳动,接下来更棘手的问题可能是,机器连那些我们原本愿意亲自承受的困难和乐在其中的过程,也一起“优化”了。
当然,事情还有另一面,而且这一面同样重要。
AI正在降低进入高水平研究的门槛。过去,一个人即使非常有洞察力,如果没有顶级数学训练,也很难接近最前沿的问题。现在,他可以让AI补齐大量技术细节、搜索相关文献、尝试不同证明路径。
陶哲轩说,AI降低了探索和试错的成本,让他可以尝试更多过去看来过于疯狂、成本过高的想法。对大量没有菲尔兹奖级别天赋、却有好奇心和判断力的人来说,这可能是他们第一次能够借助一种“认知外骨骼”接近最难的知识边界。
这甚至可能带来一种新的智力平权。
摄影没有因为自动对焦而死亡,编程没有因为高级语言取代机器码而死亡,棋手也没有因为AlphaGo出现就停止下棋。工具把一部分旧技能变得廉价,同时会抬高另一部分能力的价值。
未来最好的数学家或许不再以手工完成最长证明见长,而更像一个优秀的导演。他知道什么问题值得追,能够在AI给出的成千上万条路线中识别真正新颖的结构,还能把机器发现转化成人能够理解、能够继续生长的思想。
所以,我并不认为数学会死亡。
真正可能死亡的,是我们习惯了几百年的某一种数学生活。孤独的天才在黑板前苦思多年,然后在某个下午完成一条漂亮证明,这种故事以后会越来越少。取代它的可能是人和模型共同工作,甚至由模型承担大部分技术性创造,人类把精力放到方向、解释、审美和意义上。
我们不必继续追问“还有哪一个学科AI永远攻不下来”。按照现在的速度,这张名单大概率只会越来越短。更值得追问的是在AI能够替我们完成越来越多事情以后,哪些事情即使机器做得更快、更好,我们仍然希望自己去做。
这个选择不能完全交给效率。
一个文明如果只追求尽快得到答案,当然会把几乎所有可以自动化的智力劳动交给AI。那可能制造出一个知识爆炸的世界,也可能制造出一群越来越少亲自发现、亲自创造、亲自经历困难的人。
我们会拥有更多答案,却未必拥有更多理解;拥有更强的工具,却未必拥有更丰富的生活。
数学界今天经历的,也许只是整个社会提前到来的预演。
AI最大的挑战最终可能并不是它会不会夺走人的工作,而是它会不会把生活变得过于容易。当写作、研究、旅行、学习、艺术乃至思考本身,都可以被优化成一个按钮的时候,人类必须重新学会珍惜那些“不高效”的部分。
答案可以外包,但一旦过程也外包,那人类失去的可能就是存在的价值。
