丘成桐弟子带AI狂写470万行:完证庞加莱
刚刚,千禧年难题庞加莱猜想的完整证明,被整个写成了代码!
干成这件事的,只是一个四人小团队。
带头的是丘成桐的弟子,一位研究了几十年Ricci流的老教授,冲在最前面的是一个刚毕业的本科生,身后是一群24小时连轴转的AI。
他们用证明助手Lean,把Hamilton和佩雷尔曼的证明从头写到尾,总共约470万行代码。
其中约270万行,是最后两周在ChatGPT、Claude等AI的帮助下赶出来的。
这470万行已经全部通过Lean内核的检查,没有一处用sorry留着「以后再证」。
过去,一个大证明要让数学界说一句「没毛病」,得靠同行花上好几年逐页审读。
这一回,说了算的换成了机器,写证明的主力也换成了AI。
佩雷尔曼的毕生心血,竟然只占六分之一
我们把整个仓库下载下来,顺着最终的庞加莱定理,把它直接和间接引用的代码全部找了出来。
真正用到的有14197个代码文件、约402万行,最长的一条引用链串起了353个文件。
其中,佩雷尔曼三篇论文对应的代码加起来约66万行,只占六分之一。
论文写得越简略,Lean里要补的代码就越多,7页的第三篇平均每页对应1.4万行。
第三篇里只用一句话提到的曲线缩短流,也就是让一根曲线一边缩短一边变圆,到了Lean里就写了7.6万行。
剩下的六分之五,全是佩雷尔曼在论文里默认「读者早就懂了」的基础数学,其中分析学约109万行,微分几何约77万行。
Ricci流是佩雷尔曼证明的核心工具,它让空间里弯得厉害的地方慢慢变平缓,原理和热传导差不多。
短时存在性就是个典型。它说的是,任给一个初始形状,Ricci流至少能往前流一小段,论文里只需引一句前人的结论。
可Ricci流方程换一套坐标来描述,样子就跟着变,算不上标准的热方程。
1983年DeTurck想了个办法,先往方程里加一项,把它改造成标准的热方程,解出来再变回去。
到了Lean里,这个办法背后的Sobolev空间、谱理论等工具都得从零写起,光是这一个定理就要用到89万行。
佩雷尔曼的杀手锏,是典范邻域定理。
它说的是,Ricci流里弯曲程度快要趋于无穷大的地方,形状一定很规矩。
要么是一段细长的圆管,叫作「颈」,要么是圆管一头封了口,叫作「帽」。
证明这一个定理,就要用到272万行代码,占了整条依赖链的三分之二。
一老一少背后,是AI在管AI
带头的Ben Chow是UCSD的数学教授。1986年,他在普林斯顿拿到博士学位,导师正是丘成桐。
Hamilton提出Ricci流后不久,丘成桐就向他指出,这个流会在空间细的地方把它勒断,这可能正是证明的第一步。Hamilton后来专门回忆过这件事。
他后来和Hamilton合写过论文,又写了一整套Ricci流的专著,在这个方向上死磕了几十年。
当年力挺Ricci流这条路的是丘成桐,四十年后,带队把这条路线的证明完整写进计算机的,是他的学生。
2025年秋天,这位几何老将和同行办起了Lean线上学习班,像个初学者一样从头学这门新工具。他的个人主页上至今挂着一栏,标题叫「我的一些幼稚想法」。
那时Mathlib连黎曼几何最基础的工具都还不全。


