AI重大突破,数学家吵翻了
一道困扰数学界约90年的千禧难题,OpenAI称,AI用88小时找到了证明。
9月8日,OpenAI公布纳维—斯托克斯(Navier–Stokes)难题的研究成果。公司动用了一个据称比GPT-6 Astra更强的内部模型,组织约1万个并发智能体寻找解法,随后又用17小时完成Lean形式化与验证。论文和验证代码已一并公开。
这道题悬赏100万美元。但消息公布前,两位数学家已经和OpenAI吵了起来:论文该署谁的名、成果该怎么发布,还有他们存在Codex里的研究草稿,究竟有没有被用来训练模型。
他们此前用Claude和Codex辅助研究,已经取得了相关的欧拉方程成果。OpenAI则在听到研究进展的传言后,调动内部模型和大量算力投入攻题。双方成果并不相同,但原本提供研究工具的公司,如今也成了同一领域的竞争者。
一道90年的题
究竟难在哪里
纳维—斯托克斯方程描述的是流体怎样运动。它从牛顿第二定律出发,把流体当作连续的物质来计算。飞机设计、天气预报、血液流动研究,都离不开这套方程。
它在工程和物理中应用广泛,但三维情形下,有一个数学问题长期没有解决:最初光滑的流动,能不能一直保持光滑?还是会在有限时间内出现"奇点",让某些描述流动的量失去控制?
1934年,法国数学家让·勒雷(Jean Leray)证明了广义意义上"弱解"的存在。但这样的解是否始终光滑,此后一直困扰着数学家。2000年,克雷数学研究所把这一问题列入七大千禧难题。
OpenAI这次公布的,是一种速度会在有限时间内失去上界的构造:起初静止、光滑的三维不可压缩流体,在特定的光滑外力作用下,逐渐形成奇点,而整个过程的能量仍然有限。
按公司的描述,流体形成一个不断向内旋转、被拉长的涡旋。它一边收缩、一边加速,最终让方程的解出现奇点。难点在于,黏性本来有平滑流动的作用,研究者却要证明,即使有黏性、也没有人为施加无限大的力,这种崩溃仍可能发生。
但这个结果有个前提:外力。
方程中描述外力的部分叫"强迫项"(forcing)。克雷研究所的正式题目列出了四种可接受的解决路径,其中C、D两种明确允许满足条件的光滑外力。OpenAI称,它的证明对应这两种情形;无外力情形并没有因此一起解决。
OpenAI已经公开论文和形式化代码,供外界检查。公司同时表示,不打算申领100万美元奖金,希望借此展示模型的进展。奖金另有程序要求,包括在符合条件的刊物发表、经过至少两年,以及获得数学界的广泛接受。
88小时背后
约1万个智能体怎样一起解题
这轮尝试,开始于一条传言。
9月1日,OpenAI内部听说,有人解决了两个千禧难题。公司后来才了解到,这条传言与两位数学家的相关研究有关,两道千禧难题实际上并没有被他们解决。
当时,OpenAI从8月28日开始训练的一个内部模型,正在数学等测试中表现出更强的能力。训练尚未结束,团队决定把它放到尚未解决的千禧难题和其他重要问题上试一试。
研究人员把智能体分成不同小组,给各组提供不同版本的问题。智能体可以读取缓存的互联网资料、运行代码,并在组内交流。后来给出纳维—斯托克斯结果的那一组,规模达到约1万个并发智能体。
不过,它们先取得进展的,是欧拉方程。
欧拉方程可以看作纳维—斯托克斯方程去掉黏性项后的版本。OpenAI称,近100个智能体协作约50小时,得到了一项无外力欧拉方程的有限时间爆破结果。
看到这个中间成果,研究团队判断,纳维—斯托克斯值得集中力量继续做。于是,他们把其他千禧难题上的智能体调过来,将已有的欧拉结果提供给它们,并鼓励不同小组探索不同路线。过程中,内部模型有了进一步训练的版本,团队也随之更换了模型。
各组产生的思路,还要汇总。研究人员借助Codex整理有用的中间结果,再提供给其他组继续推进。按OpenAI披露,最终找到证明的小组,也接受了这样的引导。
9月5日,团队得到结果,距离第一批智能体启动约88小时。此后,GPT-6 Astra又用了17小时进行Lean形式化与验证。Lean是一种证明助手,可以把数学论证写成机器能够逐步检查的形式。
据《连线》报道,OpenAI研究主管陈信翰说,这轮尝试的算力成本达到数百万美元:这不是一次便宜的实验。
OpenAI披露,在全部问题的尝试中,智能体共发送490万条消息,使用约3000亿个输出Token;其中,纳维—斯托克斯问题占270万条消息、约1300亿个输出Token。
证明通过了机器验证
数学家还在整理它
在OpenAI启动这轮尝试之前,纽约大学教授特里斯坦·巴克马斯特(Tristan Buckmaster)和在Anthropic工作的数学家莱文特·阿尔珀格(Levent Alpöge),已经沿着相关路线研究了很长时间。
这条路线的基础,来自迭戈·科尔多瓦(Diego Córdoba)和路易斯·马丁内斯-索罗阿(Luis Martínez-Zoroa)此前的工作:通过研究外力作用下的流体方程,寻找有限时间爆破的构造。巴克马斯特在声明中明确把基础思路的贡献归给了这两位数学家。
他和阿尔珀格则借助大语言模型继续推进。他们使用的工具包括Claude和Codex,后者主要搭配GPT-5.6 Sol;较晚加入的Astra,主要用于整理文稿和检查论证。
虽然阿尔珀格任职于Anthropic,巴克马斯特强调,这项工作是两人的个人合作,没有雇主的正式机构参与。
按他的叙述,8月15日,两人取得了光滑外力作用下的欧拉方程等爆破结果;8月22日,证明通过了Lean验证。但他们没有马上发布,而是继续理解证明,把模型生成的论证整理成其他数学家能够读懂的论文。
他对最初那份模型生成的证明很不满意。机器验证已经通过,他和合作者还要花时间把论证讲清楚:一份形式化证书不够,得让别人读得懂。
菲尔兹奖得主陶哲轩(Terence Tao)在社交平台Mastodon上,用"非凡"(remarkable)评价了两人的相关成果。
这里也能看清双方成果的区别:两位数学家推进的是有外力欧拉方程等问题;OpenAI宣布的欧拉结果是无外力版本,纳维—斯托克斯结果则有光滑外力。两组工作确实有交集,但研究对象和条件都不同,不能算作接力。
"你为什么要毁掉自己的职业生涯"
9月7日,两位数学家公开了论文。与论文一起发布的,还有巴克马斯特的一份四页声明,详细叙述了此前与OpenAI的沟通。
按他的说法,9月3日,他给OpenAI的一位数学家写信,澄清关于自己研究的传言。信里强调,这不是Anthropic的机构项目,两人有把握的研究成果即将公布,但不愿匆忙发布一份未经充分整理的论文。
对方当天回信,希望了解更多细节,以避免竞争,也表示愿意提供算力帮助。
9月6日,巴克马斯特与包括塞巴斯蒂安·布贝克(Sébastien Bubeck)在内的OpenAI人员通话。对方告诉他,内部模型已经给出了纳维—斯托克斯问题的证明。


