OpenAI的一個內部模型Astra,近期在數學及理論電腦科學領域解出了10個懸疑多年的開放難題,或取得了實質性進展。這些問題橫跨高維幾何、編碼理論、算術電路複雜度、群論、運算元代數、量子複雜度、格密碼學和極值組合學等多個分支,其中部分問題在整個數學領域也具有廣泛意義。據估算,求解這些問題至少需要10位數學家,在各自領域可能耗費大量時間,而Astra全部解答它們僅用了約2000美元的token。這一進展標誌著AI在數學求證方面的能力已超越博士水平,並且仍在加速提升。

數學家陶哲軒將AI對數學的衝擊,比作一百多年前發生的數學基礎危機。他指出,如果AI生成一個非常長的證明,機器確認其形式上正確,但沒有任何人——包括提出問題的人——真正理解這個證明,那麼數學共同體能得到什麼?陶哲軒以親身經歷表示,這種情況已經開始出現。他強調,證明不能只是一個孤立而驚人的技術成就,必須進入人的理解,否則對未來數學不再產生作用。他引述威廉·瑟斯頓1994年的文章,指出數學成功的標準是使人們更清楚、更有效地理解和思考數學,而非完成抽象的生產指標。

此次OpenAI的舉動直接挑戰了數學界長久以來的基本價值觀:科學成果應歸於人類,由人類數學家和科學家對證明的正確性負責。OpenAI明確反對將AI生成的證明歸於人類作者,認為完全由AI系統生成的證明歸於人類作者,既歪曲了系統的貢獻,也歪曲了真正人類智力勞動的本質。OpenAI表示,他們協助準備了論文,並在Lean中形式化了證明,對正確性負責,而數學論證本身由系統生成。這實際上採取了混合路線:Astra負責論證發現,人類數學家負責論文準備與形式化驗證,最終由OpenAI署名,但論證仍有待驗證。

就在兩個月前,一批世界知名數學家簽署了《人工智慧與數學的萊頓宣言》,截至8月4日,全球3423名數學家已簽名,並獲得國際數學聯盟支援。宣言提出重要原則:研究成果應歸於特定作者,其發現應得到認可,並對其正確性承擔責任;AI不具備成為作者的資格。宣言重申,人類保留對正確性的責任,作者身份屬於人類,人工智慧或許會掩蓋成果背後人類的集體勞動,但絕不會取代它。

這場爭論觸及科學研究的一個根本問題:由誰對正確或錯誤負責?如果AI比人類數學家更擅長證明,且僅用數千美元token就能頂10位數學家,那麼數學的意義何在?數學家的價值何在?更進一步,科學的基本前提是可證偽性,但AI系統產生的假設、證明和理論,其證偽性已讓人類無能為力,那麼科學的根基在哪裡?

這種危機可能已經開始顯現。最新菲爾茲獎得主之一Jacob Tsimerman已加入OpenAI;另一位得主Timothy Gowers斷言,AI最終會在解題、出題、建理論、下定義幾乎所有環節上超過人類,最快2到3年。可以預見,AI的數學求證能力可能很快達到另外兩位得主鄧煜和王虹的水平。以往,高深的數學求證極為稀缺,只有經過博士級訓練的數學家才能實現,稀缺到菲爾茲獎四年才頒發一次,但以後AI模型將能規模化地提供求證。陶哲軒認為,數學證明將變得過剩,數學家的主要價值將轉向選擇有價值的證明,進行驗證、解釋,並在數學共同體中傳播,最終變成可接受的知識。

未來的研究過程,求證過程可能主要由AI完成,人類將負責提出問題、產生思想、形成框架、配置算力,讓AI去規模化地探索。這場由OpenAI Astra引發的討論,不僅關乎數學,也關乎所有科學領域:當機器智慧生成的內容脫離人類理解,科學共同體該如何應對?這或許正是AI時代科學麵臨的新基礎危機。