今年夏天,王虹因為掛谷猜想的三維版本拿了菲爾茲獎。不到3個月,OpenAI說它的AI把四維版本也解決了。
10月7日,美國OpenAI公司在程式碼託管網站GitHub上一口氣放出了722篇數學手稿。
它們出自同一個從未公開的內部模型,覆蓋數論、幾何、機率、理論電腦等17個數學分支。OpenAI說,模型一共嘗試了約4000個懸而未決的數學問題,最後在372組問題上拿出了結果。平均每個結果耗費的算力,大約相當於ChatGPT付費高級版思考3個小時。
其中一項,被一位數學家評價為:如果是人做出來的,“立刻拿菲爾茲獎,沒有任何疑問”。菲爾茲獎是數學界的最高榮譽,4年才頒一次。
可這722篇手稿,到現在還沒有誰通讀過一遍,OpenAI自己的研究人員也沒有。
光是目錄加摘要就有大約40頁,有數學家從頭翻到尾,花了大半個小時。接下來幾天,各個方向的專家翻看自己熟悉領域的那幾篇,陸續帶出了壞消息:有的證明錯了,有的根本讀不懂,有的連機器檢查都沒做過。
有數學家形容,這是一大坨屎被倒在了自家門口。
偏偏這堆屎山裡,很可能真有金子。
手稿裡最好懂的,是平面染色問題。
給一張無限大平面上的每個點涂顏色,隨便定一個長度當作1,要求任意兩個相距恰好為1的點顏色不同,最少需要幾種顏色?
這個問題1950年就有人提出,之後幾十年,人們只知道答案在4到7之間。2018年,英國一位研究抗衰老的生物學家、業餘數學家奧布裡·德格雷(Aubrey de Grey)證明至少要5種。
這次OpenAI的模型聲稱,5種也不夠,答案只剩6或7。
份量最重的一項和黎曼猜想有關。
素數,也就是只能被1和自身整除的數,在數軸上分佈得看似雜亂,背後卻被一個叫黎曼ζ函數的東西控制著。這個函數有無窮多個零點,也就是讓函數值等於0的位置,它們的排布決定了素數的排布。
數學家已經知道,除了一批位置早就清楚的零點,其餘的全都落在一條帶子裡,用數學語言說,它們的實部在0到1之間。1859年,德國數學家黎曼猜測,它們其實整整齊齊排在帶子正中那條線上,實部都等於1/2。
160多年過去,黎曼猜想沒人證得出來,連退一大步的弱化版本也沒人做到。只要能證明帶子右邊某一截完全沒有零點就算成功,那怕只是0.99到1之間那一窄條,人類也證不出來。
這次的手稿聲稱,實部大於7/8的區域裡一個零點也沒有。
美國羅格斯大學的數學家亞歷克斯·孔托羅維奇(Alex Kontorovich)說的“立刻拿菲爾茲獎”,指的就是這一項。
這離黎曼猜想本身還差得遠。猜想要的是1/2,美國佐治亞理工學院的馬特·貝克(Matt Baker)提醒,完整證明可能需要完全不同的方法。
況且,這些結果眼下都還只是手稿上的聲稱。722篇手稿沒有一篇經過同行評審,也沒有人類作者署名。
發佈第2天,OpenAI就撤回了3篇。毛病出在第一篇裡的一個符號上:該寫負號的地方寫成了正號,一步關鍵的抵消因此不成立。另外兩篇建立在同一個構造上,跟著一起撤回。同一天,還有14篇做了修補。
更多的稿子,毛病出在讀不懂。
美國布朗大學的布倫丹·哈塞特(Brendan Hassett)翻開自己最熟悉的那個問題,粗讀一遍,覺得不知所云。他說,這要是人寫的,他不會再多花時間,可後面還有721篇。
美國普林斯頓大學研究黑洞數學的米哈利斯·達費莫斯(Mihalis Dafermos)看了自己領域的幾篇,挑不出具體那裡錯了。它們寫得太含糊,夠不上證明的標準,連錯都談不上。
讀不懂的證明,本來還可以交給機器。
數學有個別的學科沒有的便利:證明可以翻譯成Lean這類程序能讀懂的語言,由電腦逐行檢查。截至10月10日,約42%的結果通過了這種機器檢查。其餘的那些,OpenAI在說明檔案裡也承認可能有問題,撤回的3篇就在其中。
機器檢查也有盲區。程序只能保證它拿到的那句話被證明了,這句話和論文裡的原題是不是一回事,還得有人去讀程式碼核對。負責Lean數學庫的約翰·科梅林(Johan Commelin)就懷疑,有些形式化版本證明的其實是更弱的命題。
這幾天翻稿子的數學家裡,已經有人發現,機器驗證過的那句話和論文裡宣稱的結論,看上去並不總能對上。
這樣一來,那篇是金子,那篇是爛稿,只能靠人一篇一篇去讀。
這個活兒,落到了整個數學界頭上。
英國牛津大學的厄休拉·馬丁(Ursula Martin)說,OpenAI這是扔給學界一份亂糟糟的初稿,再指望別人替它收拾。
放在過去,把證明講明白,是拿出證明的人自己的事。
菲爾茲獎得主陶哲軒講過數學界的慣例:一個長期難題被攻克後,證明者會到處做報告,同行組織研討班一起啃,新的合作和新問題隨之冒出來,年輕人被吸引進這個領域,證明被一步步簡化,最後寫進教科書。
現在,難題被AI成批解掉,提交結果的人自己也講不清楚,這一連串反應幾乎不再發生。研究者還開始把有前途的方向藏起來,生怕被搶先。陶哲軒把這比作露天開礦,把未解問題一片一片挖光。
有人幹脆不接這個活。發佈第2天,一個由800多名數學家組成的團體“人類數學協會”發表聲明,呼籲同行停止與OpenAI合作。聲明說,一次放出700多個檔案,是在秀肌肉,算不上學術。
開口批評的不止這一個團體。9月,20多位菲爾茲獎得主就聯名發表過宣言,批評AI公司把數學難題當成測試模型的考題。
他們擔心的是答案背後的東西。數學家攻一道難題,路上會造出新方法,再靠報告、討論和教科書傳給後來的人。AI直接把答案端出來,沒人消化,這些方法就傳不下去。
年輕人已經先吃了虧。博士論文、經費申請、求職材料,往往就押在某一個未解問題上。手稿放出來之後,有數學家說,身邊一批朋友和同事的經費申請一夜之間作廢了。還有人擔心,下一代要是不再啃難題,幾十年後,這些數學可能就沒人看得懂了。
數學界並沒有達成一致。加拿大多倫多大學的丹尼爾·利特(Daniel Litt)認為,這對數學是好事,他轉述一位合作者的感受:“我覺得自己爬了一輩子,現在能飛了。”也有人看到自己研究過的問題被解決,感到的是輕鬆。
興奮也好,憤怒也好,擺在所有人面前的是同一堆稿子。數學家普遍估計,把這722篇弄明白,要花好幾年。
OpenAI沒有停下的意思。它表示會繼續拿數學問題測試自己的內部模型,數學圈裡也已經在傳下一批手稿。
法國國家科學研究中心(CNRS)的數學家斯科特·阿姆斯特朗(Scott Armstrong)自認是對AI最樂觀的那批人之一。被問到接下來的打算,他說眼下最要緊的是把手頭的研究做完,“趁OpenAI還沒搶在我們前面”。(果殼)
