AI写88小时,人类读7周!数学家开始读懂OpenAI千禧难题证明
(来源:新智元)
新智元报道
9月8日,OpenAI扔出一份证明,宣称攻克了纳维-斯托克斯这道千禧难题。
这道题研究的,是描述流体运动的一组方程。
约一万个AI智能体,88小时,166页。
写完它,AI用了不到4天。
论文公布近7周后,人类开始读懂它的思路。
10月26日,数学家Scott Armstrong在X上发了一条长推。
据他转述,几组正在研究这份证明的偏微分方程专家,已经基本读懂了其中的思路。
专业同行开始看清AI的解题方法了。
他的评价是:
它也许超出了人类原本能想到的范围,但没有超出人类的理解。
Armstrong是法国国家科学研究中心研究主任,也是纽约大学库朗研究所数学教授。
他自己就研究流体湍流,算是内行看门道。
这一次,AI负责开拓想象边界,人类负责看懂。
这场接力,人类刚跑完第一棒。
不过,看懂思路和确认全对,是两件事。
千禧难题的下半场,现在才开始。
AI 88小时交卷
人类看不懂
回到七周前。
OpenAI用一个尚未发布的新模型,调动约1万个智能体同时攻关。
88小时里,它们来回发了约270万条消息,生成约1300亿个token。
又过了17小时,GPT-6 Astra把证明翻译成Lean语言,交给机器逐行检查。
这份震动数学圈的作业,光算力账单就以百万美元计。
证明交出来了,可几乎没人读得动。
10月14日,Nature旗下期刊《通讯-物理》(Communications Physics)刊发社论。
《通讯-物理》社论:方程爆炸了,飞机照飞。
作者写道:专家们相信它是对的,但还没人真正理解它。
以前是人类出题,AI答不上来。
现在是AI交卷,人类看不懂。
「这有什么好意外的?」
质疑很快就来了。
一位名叫Joel Fish的网友认为,这个结果「合情合理」。
在他看来,模型本就学过海量文献。
他还估算,OpenAI为此花了约1500万美元算力。
这笔钱拿去请数学家专心做研究,未必做不出来。
Armstrong想在讨论串里回复,却发现自己被一位网友拉黑了。
他干脆引用转发,甩出一长段回击。
结尾一句很不客气:谁说这个结果不意外,谁就是在胡说。
怼完之后,他又礼貌地补了一句「sorry!」
双方真正在争的,是AI到底有没有新想法。
要回答这个问题,得先看看AI想到了什么。
让水自己搅动自己
先试着搅一杯咖啡。
当漩涡被拉长时,杯中液体会越转越快、越变越细。
就像花样滑冰运动员收拢双臂,转速陡增。
液体的黏性则一直在踩刹车,把漩涡的劲儿慢慢耗掉,变成热量。
一边是拉伸在踩油门,一边是黏性在踩刹车。
近百年来,数学家一直在问一个问题:
拉伸能不能赢过刹车,让速度在有限时间里冲向无穷大?
这就是流体「爆炸」,数学上叫奇点。
OpenAI声称构造出了这样一幕。
一杯静止的水,被一股平滑的外力轻轻推动。
中心的漩涡越缩越小,速度越来越快,最终冲向无穷大。
速度都无穷大了,能量岂不是也要爆表?
并没有。整杯水的总动能一直是有限的。
道理不难懂:转得最快的那一小团水,也在不停缩小。
就像针尖上的一滴水,转得再快,分量也就那么一丁点。
涡旋内核逐步收缩,长宽比例经夸张处理。
难点在于,这股外力必须始终温和,不能有任何突然的猛推。
要是推力本身就是无穷大,水跟着「爆炸」也就不稀奇了。
那等于往杯子里扔一个鞭炮,再说咖啡自己炸了。
麻烦就出在这里。
单纯画一个不断收缩的漩涡,代入方程一算,要维持它,所需的外力也会冲向无穷大。
怎么办?
论文的办法是加入一串有节奏的小波动(振荡脉冲)。
这些小波动推动水流(动量输运),正好抵消掉那股快要失控的力。
剩下的小偏差,再一点点修补干净。
听起来像打补丁,于是问题来了:这些补丁(振荡)从哪来?
在OpenAI之前,数学家们已经试过几条路。
第一条路,叫「凸积分」。
数学家亲手搭出一层层细小的振荡,造出一些古怪的解,比如水流凭空出现能量。
第二条路,来自Albritton、Brué和Colombo三位数学家。
他们借助一个不稳定的漩涡,让水流从一模一样的起点出发,走出两种完全不同的结局。
第三条路,来自西班牙数学家Córdoba和Martínez-Zoroa。他们靠不断拉扯,让漩涡的旋转一级级放大。
起初,外界以为AI沿用了这条路线。
但《科学美国人》采访的多组专家都说,细看之下,方法并不相同。
Armstrong点破了关键:AI的证明,跟凸积分最像。
区别在于,凸积分的振荡靠人手工去造。
AI却是让水自己造。
它设计了一种流体不稳定性,让水流随时可能「失稳」。
相邻的水层一快一慢,就像风吹过水面会掀起波纹。
这种速度差,会自发长出小波动。
上下两层气流一快一慢,把云层卷成了一排浪花,这就是「速度差产生波动」。(图源:UCAR)
小波动产生的推力,再反过来推着中心的漩涡越缩越紧。
以前是数学家亲手搅水,可这次,是让水自己搅自己。
在Armstrong看来,用流体自己的不稳定性来「造力」,此前没有先例。
也正因为如此,AI造出的外力足够光滑,满足了题目的苛刻要求。
Armstrong坦言,其中一些想法,1983年的文献里就出现过。
可把它们这样组合起来,「绝对疯狂」,文献里从没有过。
他也没听说有谁想过,凸积分能用来造出这样的爆破解。
在这个过程中,AI没有发明新工具。
它只是用人类的旧工具,走出了一条人类没走过的路。
说AI只会复述训练数据的人,可以先回答一个问题:
既然材料都在文献里,这条路人类为什么没走?
看懂思路
还要查什么
人类的「消化」,已经有了公开成果。
9月下旬,复旦大学数学家雷震与合作者Xiao Ren发布了一篇解读预印本。
他们把OpenAI原稿中构造流动轮廓的部分重写了一遍,力求让同行读得懂。
他们在文中称,OpenAI的工作是纳维-斯托克斯千禧难题上的一项重大进展。
AI交了一份草稿,人类开始给它写教辅。
不过,读懂思路只是第一步。
另一项工作,是检查论文原文和Lean版本是否对得上。
Lean是一种证明助手。
把数学命题和推导写成形式语言后,它能检查每一步推理是否成立。
可机器只检查它收到的东西。
就像核对译稿:译文通顺,还得看它有没有改掉原意。
10月6日,Bastounis、Circelli和Hansen三位研究者发表预印本,指出原稿与Lean版本中的部分陈述和推导存在差异。
他们同时声明,自己没有判断OpenAI的文字证明是否正确。
所以,这项质疑不能简化成「证明被推翻」。
它要求把一件事查清楚:机器验证过的内容,究竟能为原稿的哪些结论提供保证?
机器能保证每一步没算错。但它保证不了题目没抄错。
截至目前,克雷研究所仍把这道题列为「Active」「进行中」。
OpenAI也表示,不打算领取100万美元奖金。
下半场
留给人类什么作业
有人会问:能不能把这套方法推广到没有外力的情形?
这是个好问题,但别把它当成「没做完的另一半」。
克雷研究所列出的四种命题,证出其中任意一个就算解答。
OpenAI声称完成的,正是允许平滑外力的两种。
无外力的情形,是下一个新目标。
按照Constantin等人新论文的分析,这套构造不能直接推广到无外力情形。
要攻下它,恐怕还得有全新的想法。
眼下,人类还有三份作业要交。
第一份,完整、好读的讲解,让同行不用从头去猜每一步的意图;
第二份,逐条核查和对照说明,讲清哪些已经查过,哪些还要解释;
第三份,把其中的方法提炼出来,用到别的问题上。
只有这样,一份AI答案,才能由此长出新的研究。
AI这一棒的账很好算:88小时,1万个智能体,数百万美元。
人类接棒后的账,却很难算:读懂、核查、讲清楚,每一步都需要专家投入时间。
可没有人类这一棒,AI交出的只是一份没人敢用、也无法使用的答卷。
从9月8日的公告到今天,七周过去,一些数学家开始读懂其中的思路。
接下来,他们还要把这份证明变成下一位研究者能接着用的知识。
当AI想得比人快,人类理解、核查和传递知识的速度,也开始决定科学能走多快。
千禧难题的下半场,主要考的是人类。
参考资料:
https://twitter.com/scottnarmstrong/status/2114412308185100522
https://openai.com/index/navier-stokes-solution/
https://www.nature.com/articles/s42005-026-02930-y
https://arxiv.org/pdf/2609.20803
https://arxiv.org/pdf/2610.08144
编辑:元宇