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发表于 12 分钟前 | 查看: 2| 回复: 0

人类卡了几十年的数论悬案,AI 仅用 8 页纸就给秒了?

这两天,整个数学界和计算机圈都陷入了巨大震撼。

10月18日,斯坦福大学数论学家 Jared Duker Lichtman 在 X 上的话瞬间引爆全网——

「此类证明的存在,强烈暗示了 P≠NP。」

P≠NP讨论与西格尔零点证明的推特截图

这句话的导火索,是 OpenAI 内部模型刚交出的逆天答卷——「不存在 Landau-Siegel 零点」的证明。

这道解析数论里卡了几十年的关键难题,学界公认极难。

结果,OpenAI 不仅做出来了,原始证明竟然只有 8 页!

5页西格尔零点证明讨论的推特截图

更刺激的还在后面。顶尖数学家们迅速跟进:

  • 密苏里大学的 Bill Banks 先写了一份 19 页的详细拆解;
  • 紧接着,Bryce Kerr 利用双二次扩张和 Masser 的经典结果,把证明压缩到了 6 页;
  • 随后,牛津大学教授 Ben Green 再砍一刀,直接给出了 5 页纸的终极版本!

从几十年的无解绝望,到短短 5 页纸。伦敦玛丽女王大学教授 Abhishek Saha 发出了灵魂拷问:

如果这个问题只要 5 页就能证明,为什么数学家们几十年都错过了?

寻找如登天,验证如喝水

为什么 5 页纸的数论证明,会让斯坦福教授直接联想到计算机科学的圣杯——P vs NP?

道理很简单。

一份 5 页的证明,任何专家花几小时就能读完验证;但为了这 5 页纸,人类最聪明的大脑却苦苦摸索了几十年。

「寻找极难,验证极易」这八个字,恰恰就是 P≠NP 的底层直觉。

在评论区,Anthropic 研究员 Joshua Batson 一针见血地指出——

数学家的「显然」总是相对的。事实证明,许多未解难题(相对于 AI)都是显然的。

Joshua Batson关于AI与数学的推文截图

玩笑背后,是一个极其严肃的拷问:当 AI 几周内交出 700 多篇数学手稿,千禧年神题 P vs NP,是不是也快了?

三道高墙,锁死人类五十年

用一句话解释 P vs NP:能快速验证答案的问题,是否都能快速算出答案?

P 是「能快速求解」的问题,NP 是「能快速验证」的问题。

数独、排课、破解密码都属于 NP:给你答案,一秒就能检查对错;但从零开始找,只能近乎穷举。

如果 P=NP,现代密码学瞬间崩塌,全球金融裸奔,但所有复杂难题都将迎来终极捷径。

如果 P≠NP,则意味着宇宙存在本质上无法走捷径的难题。

这个问题自 1971 年提出,悬赏 100 万美元。绝大多数科学家相信 P≠NP,但五十多年来无人能证。

难在哪?因为人类不仅没找到钥匙,反而证明了现有的开锁工具注定无效。

这就是著名的三道「屏障」:

  1. 相对化屏障(1975) :靠模拟与对角化的经典方法,根本不可能解决它;
  2. 自然证明屏障(1994) :大多数电路下界的证明套路,若能证出 P≠NP,就会顺手破解伪随机数生成器,自相矛盾;
  3. 代数化屏障(2008) :连带代数技巧的升级版方法,也被证明火力不足。

今年 6 月,复杂性理论学者 Lance Fortnow 悲观地表示:目前人类连一条可行的攻击路线都没有。

他建议挑战者先去证「SAT 没有平方时间算法」这种简单得多的问题,然后补刀说:「你在那里也不会成功。」

这,就是 AI 要面对的对手。

719篇手稿狂轰,9岁萌娃贴脸开大

面对铜墙铁壁,AI 直接开启了饱和式攻击。

10 月 6 日,OpenAI 在 GitHub 一次性放出了 722 篇手稿(次日撤回 3 篇),归为 372 个结果家族。

OpenAI 2026年数学猜想成果列表

内部模型尝试了约 4000 个开放难题,平均每题仅耗时约 3 小时的 ChatGPT Pro 算力。

其中,理论计算机科学占了 40 个家族。虽然没直接干掉 P vs NP,但好几篇都精准砸在了通往它的主干道上。

OpenAI手稿中与P vs NP相关的结果表格

P vs NP城门与四条外围战线信息图

今年 6 月,Lance Fortnow 写道:除了模拟,我们对通用多项式时间算法毫无办法;电路复杂性、证明复杂性、代数几何等路线,都卡在远低于多项式时间全部能力的地方。他的结论是,目前连一条可行的攻击路线都没有。巧的是,OpenAI 这次的六个结果,恰好在每一条上都插了旗。

第 112 号家族(深度 3 电路下界) :证明 P vs NP 最被看好的路线,是证明某个 NP 问题需要「超多项式大小的电路」。人类在深度 3 电路的显式下界上长期卡在 $2^{O(\sqrt{n})}$ 附近,AI 这次直接跨过了这道坎。

第 102 号家族(唯一博弈猜想,UGC) :证明了 Subhash Khot 在 2002 年提出的这一核心猜想(含部分 Lean 验证)。它与 P vs NP 紧密相邻,极大强化了许多 NP-hard 优化问题的近似硬度极限。

基础算法与去随机化:实现随机对数空间的完全去随机化(L=RL=BPL);矩阵乘法指数压至 $\le 2.25 + \varepsilon$;整数乘法和 DFT 跌破 $O(n \log n)$ 时间。

围绕第 102 号「唯一博弈猜想」,还发生了一幕扎心的插曲。

OpenAI唯一博弈定理论文首页

著名学者 Scott Aaronson 的妻子 Dana Moshkovitz,为这个猜想奋斗了整个职业生涯。结果发布当晚,他们 9 岁的儿子跑去嘲笑妈妈:

「听说有个机器人,把你研究了一辈子的题解出来了!」

《量子》杂志还披露,MIT 的 Dor Minzer 团队在 9 月 11 日听到 OpenAI 的风声后,为了不被机器抢发,火速赶在 OpenAI 发布前放出了自己证明的相关变体。

MIT教授Dor Minzer收到OpenAI证明消息的报道

人类数学家,已经开始和 AI 赛跑了。

大佬泼冷水:外城已下,城门未破

不过,最懂行的专家反而最冷静。

Lance Fortnow 次日发文指出:AI 对给定问题的解出率不到 10%,而且这些结果没有一个让我们更接近解决 P vs NP。

Lance Fortnow对AI数学成果的评论截图

Scott Aaronson 虽称 10 月 6 日是「数学史上最重要的日子之一」,但也点名:清单里不仅没有 P≠NP,连 P=BPP 这些「小一号」难题也没有——显然不是因为没试过。

Scott Aaronson关于P≠NP的评论截图

他在播客中透露:OpenAI 和 Anthropic 正用内部最强模型竞相攻克 P vs NP,但都还没成功。

专家关于AI解决P vs NP的评论

冷静来看,距离破局还有四大硬伤:

  1. 验证远未完成:仅约 42% 附带 Lean 形式化证明,其余全靠人工。Aaronson 坦言,几乎还没有人类真正读懂其中任何一篇长证明。
  2. 可读性极差:Moshkovitz 评价 AI 的唯一博弈证明,写得「糟糕到不借助 AI 根本读不懂」。
  3. Lean 不是万能的:机器只能保证推理无误,无法保证形式化定义与原问题完全一致,也无法判断结果是否重要。
  4. 核心路线空白:AI 突破的是深度 3 电路和代数电路,而能推出 P≠NP 的「一般布尔电路下界」,依然是白卷。

终极悖论:AI就是P≠NP 的活证据?

既然城门未破,为何依然说「AI 正在逼近」?

因为三个信号已经无比清晰。

第一,难题的「难」被重新定价。 Siegel 零点的 5 页证明说明,有些绝境缺的只是没人想到的那一步。还有多少猜想只差一层窗户纸?没人确定。

第二,外围阵地全面开花。 唯一博弈、电路下界、去随机化、矩阵乘法……这些周边阵地的里程碑被 AI 密集攻克,主攻方向迟早会破局。

第三,规模与速度不是人类量级。 4000 个问题,平均每题 3 小时。当各大实验室把下一代最强算力死死对准 P vs NP,量变极可能引发质变。

对于最终结局,学界甚至出现了有趣的押注分歧。

Aaronson 依然重注 P≠NP;但也有学者认为,如果 AI 真能破局,答案更可能是 P=NP——因为让 AI 搜出一个巧妙算法,比用现有数学证明「不可能」,要容易想象得多。

不过,整件事最耐人寻味的幽默之处在于——

AI 越强大,它本身就越像是 P≠NP 的活证据。

它耗费海量算力去「寻找」证明,人类花几小时去「验证」结果。

如果有一天,AI 真的烧光算力证出了 P≠NP,那将是这个千禧年难题最完美的一次自我证明。

参考资料:




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