OpenAI的一个内部模型Astra,近期在数学及理论计算机科学领域解出了10个悬疑多年的开放难题,或取得了实质性进展。这些问题横跨高维几何、编码理论、算术电路复杂度、群论、算子代数、量子复杂度、格密码学和极值组合学等多个分支,其中部分问题在整个数学领域也具有广泛意义。据估算,求解这些问题至少需要10位数学家,在各自领域可能耗费大量时间,而Astra全部解答它们仅用了约2000美元的token。这一进展标志着AI在数学求证方面的能力已超越博士水平,并且仍在加速提升。

数学家陶哲轩将AI对数学的冲击,比作一百多年前发生的数学基础危机。他指出,如果AI生成一个非常长的证明,机器确认其形式上正确,但没有任何人——包括提出问题的人——真正理解这个证明,那么数学共同体能得到什么?陶哲轩以亲身经历表示,这种情况已经开始出现。他强调,证明不能只是一个孤立而惊人的技术成就,必须进入人的理解,否则对未来数学不再产生作用。他引述威廉·瑟斯顿1994年的文章,指出数学成功的标准是使人们更清楚、更有效地理解和思考数学,而非完成抽象的生产指标。

此次OpenAI的举动直接挑战了数学界长久以来的基本价值观:科学成果应归于人类,由人类数学家和科学家对证明的正确性负责。OpenAI明确反对将AI生成的证明归于人类作者,认为完全由AI系统生成的证明归于人类作者,既歪曲了系统的贡献,也歪曲了真正人类智力劳动的本质。OpenAI表示,他们协助准备了论文,并在Lean中形式化了证明,对正确性负责,而数学论证本身由系统生成。这实际上采取了混合路线:Astra负责论证发现,人类数学家负责论文准备与形式化验证,最终由OpenAI署名,但论证仍有待验证。

就在两个月前,一批世界知名数学家签署了《人工智能与数学的莱顿宣言》,截至8月4日,全球3423名数学家已签名,并获得国际数学联盟支持。宣言提出重要原则:研究成果应归于特定作者,其发现应得到认可,并对其正确性承担责任;AI不具备成为作者的资格。宣言重申,人类保留对正确性的责任,作者身份属于人类,人工智能或许会掩盖成果背后人类的集体劳动,但绝不会取代它。

这场争论触及科学研究的一个根本问题:由谁对正确或错误负责?如果AI比人类数学家更擅长证明,且仅用数千美元token就能顶10位数学家,那么数学的意义何在?数学家的价值何在?更进一步,科学的基本前提是可证伪性,但AI系统产生的假设、证明和理论,其证伪性已让人类无能为力,那么科学的根基在哪里?

这种危机可能已经开始显现。最新菲尔兹奖得主之一Jacob Tsimerman已加入OpenAI;另一位得主Timothy Gowers断言,AI最终会在解题、出题、建理论、下定义几乎所有环节上超过人类,最快2到3年。可以预见,AI的数学求证能力可能很快达到另外两位得主邓煜和王虹的水平。以往,高深的数学求证极为稀缺,只有经过博士级训练的数学家才能实现,稀缺到菲尔兹奖四年才颁发一次,但以后AI模型将能规模化地提供求证。陶哲轩认为,数学证明将变得过剩,数学家的主要价值将转向选择有价值的证明,进行验证、解释,并在数学共同体中传播,最终变成可接受的知识。

未来的研究过程,求证过程可能主要由AI完成,人类将负责提出问题、产生思想、形成框架、配置算力,让AI去规模化地探索。这场由OpenAI Astra引发的讨论,不仅关乎数学,也关乎所有科学领域:当机器智能生成的内容脱离人类理解,科学共同体该如何应对?这或许正是AI时代科学面临的新基础危机。