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刚刚,中国籍数学家首夺菲尔兹奖,北大「双菲」无惧 AI
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7 月 23 日,四年一度的菲尔兹奖在美国费城揭晓。每逢这个时候,数学都会短暂地从黑板、论文和大学院系中走出来,进入公共讨论。

菲尔茨奖每四年颁发一次,每届最多四位得主,今年,邓煜与王虹是中文互联网最关注的名字,这是菲尔兹奖历史上首次在同一届授予两位中国出生的数学家。在此之前,丘成桐于 1982 年获奖和陶哲轩(澳籍华人)于 2006 年获奖。

邓煜,出生于深圳曾就读于北京大学和麻省理工学院,2015 年获普林斯顿大学数学博士学位,现任芝加哥大学数学教授。

他主要研究非线性色散偏微分方程、波湍流与动理学理论,与 Zaher Hani 从硬球粒子系统出发,在较长时间尺度上严格推导出玻尔兹曼方程,为希尔伯特第六问题相关研究取得重要突破。

王虹,现任法国高等科学研究所永久教授、纽约大学柯朗研究所教授。她本科毕业于北京大学,后获巴黎萨克雷大学硕士及麻省理工学院博士学位,研究方向为调和分析与几何测度论。

2025 年,她与 Joshua Zahl 证明三维挂谷猜想,并在限制猜想、局部光滑化猜想等领域作出突出贡献。

另外两位得主分别是:

Jacob Tsimerman   雅各布 · 齐默尔曼,加拿大数学家,师从数论学家彼得 · 萨纳克,他的研究横跨超越数论、解析数论与算术几何,代表成果包括证明安德烈—奥尔特猜想、建立霍奇结构的 Ax – Schanuel 定理,并解决格里菲思猜想。

John Pardon 约翰 · 帕登,美国数学家,师从雅科夫 · 埃利亚什伯格,主要研究几何、拓扑及辛拓扑。他本科期间即解决格罗莫夫提出的纽结形变问题,此后证明三维希尔伯特—史密斯猜想,并在伪全纯曲线模空间、虚基本链及接触同调方面取得重要成果。

今年被戏称是「最后一届只属于人类的菲尔茨奖」,在 AI 几乎已经入侵一切行业的历史节点上,当 AI 已经会解奥数题、验证证明,甚至开始处理研究级数学问题,顶尖数学家究竟在做什么?数学家们又如何看待自己的工作与 AI 的关系?

一个更短的证明 vs 一个更好的证明

刚刚过去的 WAIC 上,一群数学家讨论了类似的问题,即便作为职业数学家,也必须承认,AI 在数学上的进步,已经快到让从业者改变日常工作方式,哪怕之前还抱有怀疑,现在也不得不面对这个新常态。

世界杯期间,Anthropic 数学研究员发了一条很少人能看懂的推文,却有两千万次的浏览——他用 Fable 5 证明了雅各宾猜想是错误的。

另一边,则是 GPT-5.6 Pro 推翻了悬而未决 30 年之久的迪尼茨 - 加格 - 戈曼斯猜想。

不过,发条推文引起讨论,与「被数学界确认」之间通常还有形式化检查、专家审阅等环节,这些例子更多是说明,AI 已经融入了日常的数学工作,甚至比想象中的渗透更深。

伦敦数学科学研究所研究员何杨辉在论坛上说,六个月前,他不相信 AI 给出的任何东西;现在,他每天会花数小时与 ChatGPT Pro 对话,「就像和一个很好的合作者一样」。

AI 给出提示,人类再去验证,对一名职业数学家而言,这种变化或许比模型在排行榜上多拿几分更有意义,AI 已经从解题工具,进入了数学研究的工作流。

但成为合作者,和成为数学家,始终不是一回事。华院计算底层算法研究员张亮提醒,代码变短,不等于数学变简单。一份形式上更短的证明,可能只是调用了更强的自动化工具,或者把复杂性藏进外部定理库。它看起来从一百行缩短到了十行,真正困难的部分却没有消失,只是被搬到了读者看不见的地方。

这有点像把一本长篇小说压缩成更小的文件,文件确实变小了,但故事并没有因此变得更容易理解。

真正的证明简化,不只是减少字符和步骤,还要降低逻辑复杂度,减少不必要的外部依赖,重新组织证明结构,并保留其中最关键的数学思想。换句话说,AI 可以帮助数学家「把答案写出来」,但要判断一份证明为什么漂亮、哪个步骤包含真正的洞见,仍然涉及理解。

这也是数学与普通答题最重要的区别。考试通常给出一个明确问题,答案也已经存在;研究数学不仅要寻找答案,还要决定什么问题值得被提出,以及一个答案是否打开了新的道路。

AI 当得了数学家吗?

英国数学家哈代说,数学家和诗人、画家一样,也是模式的创造者。

英国数学家哈代

数学论文看上去总是从定义、公理和定理开始,一步步推到结论。但数学家实际工作时,往往走的是相反方向。他们依靠经验、直觉和大量计算,先模糊地看见一个规律,再回过头寻找严格证明。

何杨辉将这两种路径称为「自下而上」和「自上而下」。前一种路径适合机器:把公理、定义和已有定理全部写成形式化语言,让计算机逐步检查。后一种路径更接近人类数学家的工作:从数据、图形和不完整的线索中识别模式,提出猜想,再寻找为什么。

这也解释了 AI 为什么适合数学,却又暂时无法简单等同于数学家。

AI 很擅长从大量案例中寻找模式,它可以搜索人类难以穷尽的证明路径,也可以在庞大的文献和定理库中寻找可能相关的工具。但数学创造还要求研究者判断:这个模式是否重要?它能否被解释?它是在重复已有知识,还是带来了一个此前不存在的结构?

因此,一个 AI 数学发现至少要接受三重检验:它是否真正由系统自主产生,能否被人类解释,以及它是否足够重要、不是一个平庸变体。能通过验证的答案很多,能改变一个领域如何思考问题的答案,仍然很少。

AI 的身体里流淌着数学

尽管 AI 离数学家很远,数学却离 AI 很近,AI 本身就是数学长期积累的结果。

美国国家科学院院士、清华大学教授刘军在论坛上用了一个直观比喻,今天的 AI 像一架巨大的波音飞机,统计学和概率论是引擎,数据则是燃料。

的确,AI 背后的一切,都有数学的影子。高斯用概率分布描述误差,可以被看作生成模型最早的思想源头之一;扩散模型通过不断加噪和去噪生成图像,背后是随机微分方程与偏微分方程;模型把文字、图片和语音映射到可计算的空间,依赖的是几何与线性代数;强化学习则可以追溯到马尔可夫决策过程。

普通用户看到的是一句话生成图片、语音助手回答问题,数学家看到的则是一整套关于不确定性、距离、概率和决策的结构。

刘军认为,数学和 AI 的关系不应只是「加法」,如果只是拿现有 AI 帮忙证明一个定理,那是 AI 加数学;但如果要发明一种新的 AI 系统,让它在数据有限、噪声复杂或风险很高的现实场景中稳定工作,数学与 AI 必须成为乘法关系。

这也是为什么,模型越大、能力越强,数学问题反而越突出。数据和算力可以让一个系统快速获得能力,但当人们开始追问它为什么有效、什么时候会失败、结论有多大把握,以及如何让它从一个案例推广到另一类问题时,最终仍会回到数学。

下一枚菲尔兹奖仍属于人类,下一代数学却未必

有风言说,以 AI 如今的速度,今年会是最后一次百分百属于人类的菲尔茨奖。

但实际上,菲尔兹奖奖励的从来不是谁做题最快,而是那些改变数学研究路径、创造新方法和新结构的人,这也是王虹、邓煜受到关注的真正原因。

顶尖数学工作的价值,恰恰不在于解出一张已有答案的试卷,而在于为此前无法描述的问题发明新的语言和工具。

AI 今天最确定的变化,是把数学研究中大量搜索、计算、形式化和验证工作变得更快。它可能帮助数学家读完更多文献,尝试更多路径,发现人类没有注意到的模式,也可能像何杨辉所说,逐渐成为一个可以交流、提供提示、但仍需要验证的合作者。

至于它能否成为真正的数学家,答案可能并不取决于 AI 能解出多少题,而取决于它是否能够提出值得人类花数年追问的问题,理解一个证明为什么重要,并把孤立答案组织成可以继续生长的理论。

下一枚菲尔兹奖仍会颁给人类,只不过,从此以后,获奖者背后的工具箱里,可能会越来越频繁地出现 AI。届时,数学家不会因为机器会证明定理而失去价值;相反,当答案越来越容易获得,选择什么问题、识别什么结构,以及解释答案意味着什么,会成为更稀缺的能力。

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