近期,全球数学界正悄然上演一场变革,几大标志性事件引发学界的持续关注和热议——
一是国产大模型DeepSeek-V3.2-Speciale在国际数学奥林匹克竞赛(IMO)、国际信息学奥林匹克竞赛(IOI)等顶级赛事中斩获金牌级成绩;
二是菲尔兹奖得主陶哲轩借升级后的谷歌Gemini,十分钟补全一道困扰学界多年的埃尔德什(Erds)问题证明,从论证分析打通了结论确认;
三是传奇数学家小野健(Ken Ono)辞去弗吉尼亚大学终身教职,加入了由他的博士生洪乐潼创办的初创公司,专注创造“AI数学家”……
从在奥赛夺金,到协助数学家解题,再到自主攻克数学难题,学界热议的一个核心议题是:AI或许会相当快地超越人类数学家。如果AI能独立验证猜想、破解难题,人类数学家又将何去何从?
AI是数学研究的工具还是颠覆者?
先说57岁著名数论学家小野健的“离职”。据说,促使他决定离开象牙塔的一个原因,是在一次研讨会上受到的冲击:他发现自己在直觉与抽象思维上的领先优势,正在被AI迅速缩小。而小野健加入的初创公司Axiom Math(公理数学),由他曾经的学生、年仅24岁的洪乐潼创办。这家公司的愿景直白而惊人:构建能够猜想、证明并解释的AI数学家。他们的模型在无人干预的情况下,攻克了困扰数学界数十年的两道埃尔德什难题,且逻辑无漏洞。
那么,AI对数学研究的影响目前进展如何?记者在采访多位学者后发现,对于这一问题,目前学界存在两种截然不同的声音。
一种声音认为,AI到目前为止只是一个辅助工具,距离独立解决前沿数学研究问题,还需要很久。就在去年,复旦大学上海数学中心青年研究员林伟南通过结合计算机算法,与合作者共同解决了持续大半个世纪之久的126维Kervaire不变量(几何拓扑学中的一个重要概念)问题,获得广泛关注。在林伟南看来,目前的AI更像是“聪明的字典”。自ChatGPT出现以来,AI在数学方面还没有出现新的“颠覆性时刻”,大部分只是技术性的提升。就以考试打比方来说,“好比最好的是80分,明天有AI达到了81分,另一个82分,再一个83分……虽然每走一步都会有报道,但实际上进步不是特别大。”
林伟南指出,AI目前在处理高度抽象的数学概念时,仍面临AI幻觉和专用语料库不足的挑战。所以,数学家目前更多是利用AI来补全形式化证明中的琐碎步骤或LaTeX(一种排版系统)代码,核心的思路框架仍需人类主导。对于“AI取代数学家”的说法,他持保留态度:“至少十年内不太可能。”
而持另一种截然相反的观点认为,随着AI的发展,传统意义上的解题型数学家可能会失去存在的必要。
数学AI创业者、深耕AI与数学研究的马小扁就将人类数学家自身的局限称为“原罪”——寿命太短、速度太慢、脑容量太小。如他所言,“一些巨大的数学定理可能需要几万页、耗时几十年才能证明,人类很难独立完成,但AI解决了这个问题。”
其实,“AI教父”杰弗里·辛顿就曾公开表示,数学家也许将很快失业。因为数学是一个不需要数据的封闭系统。仅需包含一个提出定理的模块,和另一个尝试证明它们的模块,AI就能持续学习大量的数学知识。
数学研究,“人机协同”是大势所趋?
尽管学界在相关议题上的观点分歧尚未消弭,但也有达成共识之处。比如,多数学者都认为,未来的数学研究可能依靠“人机协作”完成。
数学家陶哲轩在公开分享中提到,他更愿意把AI当作嵌入式助手,而不是“直接吐答案”的黑箱:先由人把问题写成一份可执行的“规格书”(Spec)——包括目标、约束条件、分步计划与每一步的验收标准;再让AI按步骤推进,并在关键节点进行对齐确认;最后再用外部计算工具(如Python)做一次独立核验,确保结果确实满足事先设定的约束。
这种“规格先行(Spec-first)”的方法,本质上是把人的洞见转译成可检查、可复现的流程。对此,AI创业者木大宝也进一步向记者解释,它相当于用结构化规格把概率模型的输出“装进”可验证的管道里,从而最大限度降低数学推导与计算过程中的“幻觉”风险。
“AI能帮你完成重复性的工作,撰写部分代码或论文,但前提是你必须比AI更聪明,能判断它输出结果的对错,以及进行后期的维护运营。”林伟南说,这实际上意味着,未来的数学研究在某一阶段将从单纯的“求解”,转向对AI生成结果的审视与构建。
数学教育,为何仍然不可或缺?
当AI能够部分甚至完全替代数学家的工作,数学教育又将发生怎样的变化?
“不论如何,数学教育仍然不可或缺。”复旦大学特聘教授、计算与智能创新学院教授王晓阳谈到,数学其实是一种底层的逻辑训练,自然界运行的底层逻辑就跟数学有关。即使AI能证明所有数学定理,也需要人来整理、让大家了解世界运行的逻辑。这是非常重要的。
当然,AI给数学界带来的挑战也确实很棘手。林伟南坦言,目前,一些AI大模型在本科生级别的作业中已经表现出色。在AI唾手可得的时代,学生的主观能动性和兴趣将变得比以往任何时候都重要。“如果只是为了完成任务,AI能帮你搞定一切;但如果是为了真正的研究,需要对问题本身有极大的热情。”
技术迭代的尽头,始终指向对人的关怀。其实,无论是小野健眼中的“另一种做数学的方式”,还是陶哲轩手中的“思维外挂”,AI终究是人类的延伸,不是替代人,而是成就人。
未来,人类数学家或许将不再是繁重计算的承担者,而是成为数学大厦的“设计师”与“价值罗盘”,并去进一步追问那个更古老的问题:在无数可能的真理中,我们为何关心这一条?