9月8日,OpenAI扔出一份證明,宣稱攻克了納維-斯托克斯這道千禧難題。
這道題研究的,是描述流體運動的一組方程。
約一萬個AI智能體,88小時,166頁。
寫完它,AI用了不到4天。
論文公佈近7周後,人類開始讀懂它的思路。
10月26日,數學家Scott Armstrong在X上發了一條長推。
據他轉述,幾組正在研究這份證明的偏微分方程專家,已經基本讀懂了其中的思路。
專業同行開始看清AI的解題方法了。
他的評價是:
它也許超出了人類原本能想到的範圍,但沒有超出人類的理解。
Armstrong是法國國家科學研究中心研究主任,也是紐約大學庫朗研究所數學教授。
他自己就研究流體湍流,算是內行看門道。
這一次,AI負責開拓想像邊界,人類負責看懂。
這場接力,人類剛跑完第一棒。
不過,看懂思路和確認全對,是兩件事。
千禧難題的下半場,現在才開始。
AI 88小時交卷
人類看不懂
回到七周前。
OpenAI用一個尚未發佈的新模型,調動約1萬個智能體同時攻關。
88小時裡,它們來回發了約270萬條消息,生成約1300億個token。
又過了17小時,GPT-6 Astra把證明翻譯成Lean語言,交給機器逐行檢查。
這份震動數學圈的作業,光算力帳單就以百萬美元計。
證明交出來了,可幾乎沒人讀得動。
10月14日,Nature旗下期刊《通訊-物理》(Communications Physics)刊發社論。
《通訊-物理》社論:方程爆炸了,飛機照飛。
作者寫道:專家們相信它是對的,但還沒人真正理解它。
以前是人類出題,AI答不上來。
現在是AI交卷,人類看不懂。
「這有什麼好意外的?」
質疑很快就來了。
一位名叫Joel Fish的網友認為,這個結果「合情合理」。
在他看來,模型本就學過海量文獻。
他還估算,OpenAI為此花了約1500萬美元算力。
這筆錢拿去請數學家專心做研究,未必做不出來。
Armstrong想在討論串裡回覆,卻發現自己被一位網友拉黑了。
他乾脆引用轉發,甩出一長段回擊。
結尾一句很不客氣:誰說這個結果不意外,誰就是在胡說。
懟完之後,他又禮貌地補了一句「sorry!」
雙方真正在爭的,是AI到底有沒有新想法。
要回答這個問題,得先看看AI想到了什麼。
讓水自己攪動自己
先試著攪一杯咖啡。
當漩渦被拉長時,杯中液體會越轉越快、越變越細。
就像花樣滑冰運動員收攏雙臂,轉速陡增。
液體的黏性則一直在踩剎車,把漩渦的勁兒慢慢耗掉,變成熱量。
一邊是拉伸在踩油門,一邊是黏性在踩剎車。
近百年來,數學家一直在問一個問題:
拉伸能不能贏過剎車,讓速度在有限時間裡衝向無窮大?
這就是流體「爆炸」,數學上叫奇點。
OpenAI聲稱構造出了這樣一幕。
一杯靜止的水,被一股平滑的外力輕輕推動。
中心的漩渦越縮越小,速度越來越快,最終衝向無窮大。
速度都無窮大了,能量豈不是也要爆表?
並沒有。整杯水的總動能一直是有限的。
道理不難懂:轉得最快的那一小團水,也在不停縮小。
就像針尖上的一滴水,轉得再快,份量也就那麼一丁點。
渦旋核心逐步收縮,長寬比例經誇張處理。
難點在於,這股外力必須始終溫和,不能有任何突然的猛推。
要是推力本身就是無窮大,水跟著「爆炸」也就不稀奇了。
那等於往杯子裡扔一個鞭炮,再說咖啡自己炸了。
麻煩就出在這裡。
單純畫一個不斷收縮的漩渦,代入方程一算,要維持它,所需的外力也會衝向無窮大。
怎麼辦?
論文的辦法是加入一串有節奏的小波動(振盪脈衝)。
這些小波動推動水流(動量輸運),正好抵消掉那股快要失控的力。
剩下的小偏差,再一點點修補乾淨。
聽起來像打補丁,於是問題來了:這些補丁(振盪)從那來?
在OpenAI之前,數學家們已經試過幾條路。
第一條路,叫「凸積分」。
數學家親手搭出一層層細小的振盪,造出一些古怪的解,比如水流憑空出現能量。
第二條路,來自Albritton、Brué和Colombo三位數學家。
他們借助一個不穩定的漩渦,讓水流從一模一樣的起點出發,走出兩種完全不同的結局。
第三條路,來自西班牙數學家Córdoba和Martínez-Zoroa。他們靠不斷拉扯,讓漩渦的旋轉一級級放大。
起初,外界以為AI沿用了這條路線。
但《科學美國人》採訪的多組專家都說,細看之下,方法並不相同。
Armstrong點破了關鍵:AI的證明,跟凸積分最像。
區別在於,凸積分的振盪靠人手工去造。
AI卻是讓水自己造。
它設計了一種流體不穩定性,讓水流隨時可能「失穩」。
相鄰的水層一快一慢,就像風吹過水面會掀起波紋。
這種速度差,會自髮長出小波動。
上下兩層氣流一快一慢,把雲層捲成了一排浪花,這就是「速度差產生波動」。(圖源:UCAR)
小波動產生的推力,再反過來推著中心的漩渦越縮越緊。
以前是數學家親手攪水,可這次,是讓水自己攪自己。
在Armstrong看來,用流體自己的不穩定性來「造力」,此前沒有先例。
也正因為如此,AI造出的外力足夠光滑,滿足了題目的苛刻要求。
Armstrong坦言,其中一些想法,1983年的文獻裡就出現過。
可把它們這樣組合起來,「絕對瘋狂」,文獻裡從沒有過。
他也沒聽說有誰想過,凸積分能用來造出這樣的爆破解。
在這個過程中,AI沒有發明新工具。
它只是用人類的舊工具,走出了一條人類沒走過的路。
說AI只會複述訓練資料的人,可以先回答一個問題:
既然材料都在文獻裡,這條路人類為什麼沒走?
看懂思路
還要查什麼
人類的「消化」,已經有了公開成果。
9月下旬,復旦大學數學家雷震與合作者Xiao Ren發佈了一篇解讀預印本。
他們把OpenAI原稿中構造流動輪廓的部分重寫了一遍,力求讓同行讀得懂。
他們在文中稱,OpenAI的工作是納維-斯托克斯千禧難題上的一項重大進展。
AI交了一份草稿,人類開始給它寫教輔。
不過,讀懂思路只是第一步。
另一項工作,是檢查論文原文和Lean版本是否對得上。
Lean是一種證明助手。
把數學命題和推導寫成形式語言後,它能檢查每一步推理是否成立。
可機器只檢查它收到的東西。
就像核對譯稿:譯文通順,還得看它有沒有改掉原意。
10月6日,Bastounis、Circelli和Hansen三位研究者發表預印本,指出原稿與Lean版本中的部分陳述和推導存在差異。
他們同時聲明,自己沒有判斷OpenAI的文字證明是否正確。
所以,這項質疑不能簡化成「證明被推翻」。
它要求把一件事查清楚:機器驗證過的內容,究竟能為原稿的那些結論提供保證?
機器能保證每一步沒算錯。但它保證不了題目沒抄錯。
截至目前,克雷研究所仍把這道題列為「Active」「進行中」。
OpenAI也表示,不打算領取100萬美元獎金。
下半場
留給人類什麼作業
有人會問:能不能把這套方法推廣到沒有外力的情形?
這是個好問題,但別把它當成「沒做完的另一半」。
克雷研究所列出的四種命題,證出其中任意一個就算解答。
OpenAI聲稱完成的,正是允許平滑外力的兩種。
無外力的情形,是下一個新目標。
按照Constantin等人新論文的分析,這套構造不能直接推廣到無外力情形。
要攻下它,恐怕還得有全新的想法。
眼下,人類還有三份作業要交。
第一份,完整、好讀的講解,讓同行不用從頭去猜每一步的意圖;
第二份,逐條核查和對照說明,講清那些已經查過,那些還要解釋;
第三份,把其中的方法提煉出來,用到別的問題上。
只有這樣,一份AI答案,才能由此長出新的研究。
AI這一棒的帳很好算:88小時,1萬個智能體,數百萬美元。
人類接棒後的帳,卻很難算:讀懂、核查、講清楚,每一步都需要專家投入時間。
可沒有人類這一棒,AI交出的只是一份沒人敢用、也無法使用的答卷。
從9月8日的公告到今天,七周過去,一些數學家開始讀懂其中的思路。
接下來,他們還要把這份證明變成下一位研究者能接著用的知識。
當AI想得比人快,人類理解、核查和傳遞知識的速度,也開始決定科學能走多快。
千禧難題的下半場,主要考的是人類。(新智元)

