张益唐未竟难题被OpenAI攻破,人类联手GPT-6接力两周,证明只剩5页
张益唐耗费数十年钻研的Siegel零点难题,竟被攻克了!
一道困扰数论领域近一个世纪的难题,如今被压缩成了一份只有5页的论证。
2007年和2022年,张益唐两次发表论文冲击这个问题,最后一篇长达111页,最终只解决了一个弱化版本。
就在这两天,牛津数学家Ben Green公布了一份排除Siegel零点的证明,在数学界引发轰动。
而这5页内容,竟然源于Green与ChatGPT 6 Astra的一次“vibemathing”,也就是在与AI边聊边完成证明后,他亲手将论证重写了一遍。
在论文首页,他写道:“本文不主张任何人类原创性。”
论文地址:https://hexagonmath.org/pdf/2610.00311v1
要知道,这位Green并非普通人。
当年与陶哲轩共同证明“素数中蕴藏着任意长的等差数列”的,正是他。
就在10月6日,OpenAI一个未命名的内部模型,率先攻克了这道难题。
随后,数学家们与AI接力,仅用12天,就将证明缩减至5页。
近百年来,从Siegel到张益唐,一代代数学家在这道题前止步。这一次,AI率先撞开了大门,人类数学家紧随其后冲了进去。
数学,从此不再是人类独自攀登的高峰。
OpenAI引爆接力,数学大佬争相“压缩页数”
10月6日,OpenAI一次性公开了700多篇数学手稿。在这堆大部头中,夹杂着一篇薄薄的论文《一致排除Landau–Siegel零点》,正文仅8页。
论文地址:https://github.com/openai/math
仅5天后,密苏里大学数学家William Banks接过了第一棒。
他将论证从头展开,写成了19页的详尽版本,并将原证明中只知道“存在”的那个常数,计算成了一个具体数值:0.003。
论文地址:https://arxiv.org/abs/2610.15483
又过了4天,澳大利亚新南威尔士大学堪培拉分校的Bryce Kerr,将证明砍至6页。
他把原证明中最繁琐的插值和行列式推导,整个替换成了“鸽巢原理”——也就是10个苹果放进9个抽屉,总有一个抽屉里不止一个苹果。
Kerr在致谢中写明,ChatGPT参与了推导和写作。
论文地址:https://arxiv.org/abs/2610.21099
10月18日,斯坦福大学数学家Jared Lichtman激动地转发了Kerr的论文,直呼它“也许就是那本书里的证明”。
传奇数学家Erdős常说,上帝有一本书,记录着每个定理最漂亮的证明。
Lichtman随即发帖,将这一幕比作1954年班尼斯特第一个跑进4分钟一英里。
5页纸,驱散百年幽灵
数学家研究素数分布,依赖于一种称为L函数的工具。其零点离1越远,素数分布就越均匀,但有些L函数可能藏着一个紧贴1的实数零点。
这就是Siegel零点。它像一个幽灵,无人见过,也无人能证明其不存在。
近百年来,大量关于素数分布的定理,都只能附带一条尾巴:“除非存在Siegel零点”。
2022年时,张益唐那篇论文给出的界限,距离彻底驱散幽灵还差得很远。
而OpenAI这次,则证明了这种紧贴1的零点根本不存在。
也就是说,所有零点与1之间,都至少隔有一段距离,幽灵从此无处藏身。
这虽然还不是黎曼猜想,但对研究经典解析数论的人来说,这个幽灵已阻碍了好几代人。
Green的5页证明,采用了反证法。假设幽灵存在,就能推导出一个不可能存在的整数。
如果幽灵存在,绝大多数小素数都会被迫站到同一侧。Green用这些素数构造出一个巨大的正整数det G,其大小有一个上限。
关键一步如同照镜子。对这些素数取p次方,√d就变成了−√d,det G因此被它们层层整除,至少会越来越大。
一边是上限,一边是不断抬高的下限。下限撞穿上限,矛盾出现,幽灵消失。
相比OpenAI的原版,Green全程只待在一个更小的数域里,行列式也直接写成了显式公式。
课题被AI抢先,他亲手写下这5页
这场冲击,直接波及了Green本人。6月,他刚获得欧洲研究理事会的高级资助。4个月后,大约四分之三的研究目标就被AI攻破了。
他在数学社区Proofs and Prompts的集体征文中写道:
我没想到其中一些成果会达到如此量级,这让我震惊极了。
课题被AI抢走大半,Green的反应却出人意料:
想法一点也不缺。某种程度上,正因为量级太大,压力反而消失了。
陶哲轩就没这么洒脱了。他痛心的是,这些AI证明背后没有一个人能回答问题、做报告、带学生,没人能参与后续发展。
不到两周,后续发展真的来了,只是AI依然在场。Kerr的致谢中写着ChatGPT,Green干脆在第一页声明,不主张任何人类原创性。
接过这份证明的人类数学家,工作变成了将AI的证明读懂、改写,再讲述给更多人听。
一位证明过格林-陶定理的顶级数学家,成了AI证明的重写者。放在一年前,没人敢想象这个画面。
攻克世纪难题,仅用12天
10月20日,Banks还要前往德国波恩的马普数学所做两场报告,将这份证明从头到尾讲解给同行听。
这道从1935年悬而未决至今的难题,就这样从AI的手稿,走进了数学家的课堂。
伦敦玛丽女王大学数学教授Abhishek Saha看完这几版证明后说,研究经典解析数论的人在这道题上卡了许多年,大家都觉得它难得离谱。
结果,它只需要这些!
他忍不住想,还有多少解析数论的猜想,也能被这样短短几页纸解决。
放在以往,这种事情只能等待某个天才灵光一闪。现在,AI先把路探出来,数学家再与AI将路缩短、修直,后面的人就都能跟上。
以前最难的是找到证明,现在难的是读懂它。就连读懂这一步,AI也在帮助人类提速。
下一道百年难题倒下时,数学家们已经知道该如何接棒了。
参考资料: https://x.com/ObhishekSaha/status/2111862745813455229 https://x.com/thomasfbloom/status/2111718523378499586 本文来自微信公众号“新智元”,作者:ASI启示录,36氪经授权发布。
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