一個AI,做到了人類數學家近80年沒做到的事。
5月21日,OpenAI官方宣布:其內部一個通用推理模型,自主推翻了“平面單位距離猜想”(Erd?s Unit Distance Problem)——這道由匈牙利數學家保羅·Erd?s(厄多斯)于1946年提出的幾何難題,困擾數學界整整79年。
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消息一出,數學圈和AI圈同時震動。
OpenAI CEO山姆·奧特曼在X上轉發了這一消息,寫了一句意味深長的話:“感受很復雜。”
菲爾茲獎得主、劍橋大學教授Timothy Gowers稱之為“AI數學的里程碑”。為了表達他的震驚,他發帖說道:“如果你是一名數學家,那么在繼續閱讀之前,你可能需要確保自己是坐著的。”
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這次,OpenAI沒有再翻車
這不是OpenAI第一次宣稱AI解決了“平面單位距離猜想”問題,簡稱Erd?s問題。
七個月前,OpenAI前副總裁Kevin Weil曾在X上高調發帖:“GPT-5找到了10個此前未解決的Erd?s問題的解!”
結果很快被打臉——GPT-5不過是在文獻里找到了已有的答案,并沒有真正解決問題。谷歌DeepMind CEO Demis Hassabis和Meta首席AI科學家Yann LeCun相繼嘲諷,Weil隨即刪帖。
這一次,OpenAI顯然更謹慎。
公司在發布證明的同時,附上了一份由多位頂尖數學家聯署的“companion paper”(伴隨論文),包括:菲爾茲獎得主Timothy Gowers、普林斯頓大學數學家Noga Alon、多倫多大學數論學家Arul Shankar(印度裔),以及維護Erd?s問題網站的數學家Thomas Bloom——正是這位Bloom,當初將Weil的那篇帖子定性為"嚴重誤導"。
這些數學家獨立審查了AI給出的證明,并確認其成立。
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數學家怎么說
菲爾茲獎得主、劍橋大學教授Timothy Gowers在說明論文中稱此結果為:
AI數學的里程碑。
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普林斯頓大學著名數論學家Arul Shankar表示:
在我看來,這篇論文證明了當前的AI模型已經不只是數學家的助手——它們能夠產生真正原創的、有獨創性的想法,并將其推進到完成。
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普林斯頓組合數學家Noga Alon說:
"埃爾德什本人多次在講座中提到這個問題,我親耳聽過他講。可以公平地說,每一位研究組合幾何的數學家都思考過這個問題……OpenAI內部模型對這個問題的解決,在我看來是一項杰出的成就。正確答案并非此前猜測的形式,這令人驚訝,而其構造和分析以優雅、巧妙的方式運用了代數數論中相當復雜的工具。"
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數學家Thomas Bloom——就是7個月前批評OpenAI"嚴重誤導"的那位——這次在說明論文中寫道:
AI正在幫助我們更充分地探索我們幾個世紀以來建造的數學大教堂。還有哪些未曾看見的奇跡正在等待?
在AI和數學圈同時活躍的研究者、OpenAI核心研究科學家魏亞歷山大(Alexander Wei)連發5條推文,直言震驚:
十個月前,我還因為AI能贏得IMO金牌而欣喜若狂。今天,那種興奮感顯得微不足道:一個OpenAI內部模型推翻了埃爾德什單位距離猜想——這是一個可以'毫不猶豫推薦接受'發表在《數學年刊》的研究成果。
數學是即將到來之事的先行指標。很快——也許比我們所有人想象的都要快——AI將開始在計算機科學、物理、經濟、生物等領域自主產出里程碑式的成果。我們應該為科學的本質和方法發生改變的新世界做好準備。
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這道題,到底難在哪
這個問題本身說起來并不復雜:
在平面上隨機放n個點,最多能有多少對點之間的距離恰好等于1?
這就是“平面單位距離問題”。
聽起來簡單,但近80年來沒人能給出確切答案。
數學家們長期認為,最優解大概長這樣:把點排成一個正方形網格,然后按比例縮放,這樣能產生大約 n1+C/log?log?nn1+C/loglogn 對單位距離。這個增長速度只比線性快一點點。
Erd?s猜測,這已經是天花板了——不可能有構型能顯著超越方格網格。
這個猜測,79年來沒人能推翻,也沒人能證明它是對的。
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AI怎么做到的
OpenAI的模型給出了一族全新的點集構型,對無窮多個n值,單位距離對數達到了 n1+δn1+δ,其中δ是一個固定的正數。
也就是說,它不僅超越了方格網格,還把Erd?s的猜想直接推翻了。
普林斯頓數學教授Will Sawin隨后進一步精化了這一結果,給出了具體的δ值:δ = 0.014
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更出人意料的是證明用的工具。
這道幾何題的突破口,來自一個完全不同的數學領域:代數數論——一門研究整數擴展和因式分解的抽象代數理論。具體來說,模型用到了"無窮類域塔"和"Golod–Shafarevich理論"。
這兩個工具,代數數論學家們早就熟悉,但沒人想到它們能用來解決平面幾何問題。
普林斯頓數學家Noga Alon評價說:“正確答案不是 n1+o(1)n1+o(1) 這件事本身就令人驚訝,而且這個構造用到了代數數論中相當復雜的工具,方式既優雅又巧妙。”
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為什么這件事值得關注
這不只是一道數學題被解開了。
OpenAI在公告中強調,完成這一證明的,是一個通用推理模型,不是專門為數學或這道題訓練的系統。
這意味著,同樣的推理能力——能把復雜論證串聯起來、跨領域連接知識、找到專家可能忽略的路徑——同樣適用于生物學、物理學、材料科學、工程和醫學。
OpenAI在公告中寫道:“AI即將在研究的創造性部分開始扮演非常重要的角色,最重要的是AI研究本身。”
但公告也補充說,人類的判斷仍不可或缺:“專業知識變得更有價值,而非更少。AI可以幫助搜索、建議和驗證。人來選擇重要的問題,解讀結果,決定下一步追問什么。”
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