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AI速通多项难题:人类还需要数学家吗?

2026-10-13 17:20 来源:南方人物周刊

  ▲美国卡内基梅隆大学数学系教授、数学教育家罗博深 图/南方人物周刊记者 梁辰

▲美国卡内基梅隆大学数学系教授、数学教育家罗博深 图/南方人物周刊记者 梁辰

  一代代数学家接力攻关的“诗和远方”,正被AI接连插上征服的红旗。数学界的质疑、抵制和争论愈发激烈,技术竞赛的车轮却未曾因此减速。当AI开始深入人类智识创造的腹地,数学遭遇的或许只是一个开始。未来,数学家存在的意义是什么?

  “妈妈,听说你这下惨了!听说机器人把你研究了一辈子的数学难题给解决了!啧啧啧!”2026年10月7日,计算机科学家斯科特·阿伦森在博文开篇,记录了自己的9岁儿子对妻子达娜·莫什科维茨的调侃。

  阿伦森是美国德克萨斯大学奥斯汀分校的计算机科学教授,研究方向包括量子计算与计算复杂性理论。他的妻子莫什科维茨同样是一位知名的理论计算机科学家,长期研究概率可检验证明等领域。

  就在前一天,OpenAI一次性公布了722篇数学研究手稿,并将相关成果归为372组。这些成果主要由一款尚未向公众发布的内部前沿模型生成。OpenAI表示,团队曾让该模型尝试解决约4000个开放研究问题,涵盖多个数学领域及理论计算机科学。其中一项成果声称解决了理论计算机科学中的重要开放问题——“唯一博弈猜想”,这也是莫什科维茨长期致力解决的问题之一。

  10月7日,OpenAI宣布撤下其中三篇手稿。官方解释称,一篇手稿中的符号错误使其中一个论证失效,并影响了另外两篇依赖该论证的论文;另有14篇手稿得到修订。即便如此,对数学界来说,这次集中发布依然是动荡难安的一个月里承受的又一枚“核弹”。

▲OpenAI 公布的数学研究成果目录 图/资料图片

▲OpenAI 公布的数学研究成果目录 图/资料图片

  9月1日,一则将Anthropic对“受迫欧拉方程”的研究成果误传为“解决了纳维-斯托克斯方程”的消息,促使OpenAI团队启动相关研究。9月5日,OpenAI的AI智能体经过约88小时的协同工作,声称找到了“纳维-斯托克斯方程”的解法。9月6日,相关Lean形式化和验证工作完成。9月8日,OpenAI正式公布了这一成果。“纳维-斯托克斯方程”的存在性与光滑性问题,是克雷数学研究所于2000年公布的七个“千禧年大奖难题”之一,长期以来一直未获公认的解答。

  如果说这样的终极难题距离许多数学家的日常研究还相当遥远,那么一个月后,数百篇数学研究手稿的集中公布,更像是一场波及数学领域的“无差别扫射”。

  这种冲击不仅体现在成果的数量和覆盖范围上,也在于这些能力正以怎样的成本进入数学研究。在这次集中公布的数学成果中,OpenAI称,平均每项成果的计算消耗相当于ChatGPT Pro思考模式运行约3小时。

  “数学末日”——阿伦森为自己的博文取了这一标题。

  过去几年,AI已在化学、生物学等领域展现出改变基础研究方式的潜力。以AlphaFold为代表的工具,主要帮助该领域的科学家突破特定研究瓶颈,后续的实验验证、机制解释和新假设的提出,仍离不开研究者的参与。数学面临的变化更为直接:AI开始进入猜想提出、证明构造和验证等研究的核心环节,甚至成批生成数学研究成果,这颠覆的是数学家赖以开展研究的核心工作方式。

  在这场釜底抽薪式的冲击下,一时“无题可证”的数学家们面临着一道更大、也更紧迫的证明题:当AI越来越多地介入数学研究,人类数学家的价值何在,数学将走向何方?

  主张维护数学研究中人类主体地位的组织人类数学协会(Association for Human Mathematics,AHM)对OpenAI的做法提出了强烈批评,认为一次性释放七百多份文件,“不是学术研究能力的展示,而是权力的展示”,并呼吁数学家停止与OpenAI合作。

  由九位知名数学家组成的独立咨询组织数学与人工智能咨询组(Advisory Group on Mathematics and Artificial Intelligence,AGMAI)则表示,公开发布只是第一步,人类对这些成果的理解和吸收才刚刚开始。该组织强调,数学研究的未来不能只是理解AI实验室产出的结果,数学家还必须能够自主提出问题、发展自己的研究方法,探索AI尚未选定的方向。公平获取强大的研究工具和充足的算力,是保障这种研究自由的必要条件。

  ▲2026年9月7日,在波兰华沙的数字事务部大楼外,抗议者操控机器人参加抗议活动,要求政府加强对人工智能发展的监管 图/视觉中国

  ▲2026年9月7日,在波兰华沙的数字事务部大楼外,抗议者操控机器人参加抗议活动,要求政府加强对人工智能发展的监管 图/视觉中国

  有些人会再次回味十年前的那场人机棋局。2016年,AlphaGo以4∶1战胜李世石;2017年,升级版AlphaGo Master在乌镇以3∶0击败了当时世界排名第一的柯洁。2026年9月,就在数学家们为AI带来的冲击重新思考自身价值时,柯洁开始在社交平台上更新自己的《围棋入门课》。镜头里,那个曾坐在AI对面、戴着黑框眼镜、神情严肃的19岁棋手,如今留着一头黄发,身着宽松的黑色西装、白色休闲裤,画着精致的idol妆容,坐在毛绒玩偶环绕的直播间里,笑着向观众打招呼:“宝宝们好啊!”接着娓娓道来。

  从围棋到数学,或许没有哪个领域能够置身事外。面对新的智能形态,人类不得不重新校准对自身能力、价值和意义的认知,并在持续的变化中自我安放。

  在这个可能成为又一个分水岭的时刻,我们采访了美国卡内基梅隆大学数学系教授、数学教育家罗博深。作为一名“非典型数学家”,获得终身教职后,他没有将全部精力投入传统数学研究,而是不断尝试将数学带入更广阔的社会实践,这也让他得以从不同角度审视AI正在带来的变化,以及数学在未来的意义。2026年9月,罗博深写下了《Why Do We Need Human Mathematicians Anymore?》(《为什么我们还需要人类数学家?》),被菲尔兹奖得主、数学家陶哲轩刊登在个人博客上。我们与罗博深的对话,也与“为什么我们还需要人类数学家”这个主题有关。

  “存在性危机”

  南方人物周刊:为什么“千禧年大奖难题”这么有吸引力?

  罗博深:很多数学家之所以选择这份职业,就是因为享受这样的过程:一支笔、一张纸,面对一个非常难的问题。对他们来说,这本身就是一种莫大的乐趣。千禧年大奖难题的意义,不只是解决几个具体的问题。像这样的重大数学问题,往往会吸引一代又一代数学家,沿着相关方向探索几十年。在这个过程中,他们可能会产生很多新的发现。一个发现即便在当下看起来没有太大的用途,也可能在多年后显现出巨大的价值。与此同时,一个重要问题由此逐渐发展成一个研究方向,吸引更多研究者加入,并为这个领域持续获得大学、政府和资助机构的投入创造条件。如果AI能够很快攻克这些重要问题,原本沿着这些方向长期工作的研究者就麻烦了。

  南方人物周刊:已经有一些数学家的科研经费受到影响了吗?

  罗博深:对。这也是很多数学家签署各种公开信和声明的原因之一。他们会产生一种“存在性危机”。

  南方人物周刊:用通俗的方式解释一下,“纳维-斯托克斯方程”要解决什么问题?

  罗博深:可以举枪虾的例子。枪虾生活在海床附近,体形很小,但它的一只螯可以瞬间合拢,推动周围的海水,形成空化气泡。周围海水的压力会让气泡迅速塌缩,产生极高的局部温度,并形成强烈的冲击波。

  “纳维-斯托克斯方程”就是用来描述水、空气这类流体怎么运动的一组方程。它要解决的一个核心问题,可以简单理解成:一个原本平滑的流体,如果让它按照自身的运动规律发展下去,会不会在某个时刻突然出现极端情况,让流体运动不再保持平滑?也就是说,可不可能出现“气功”。

  南方人物周刊:解决这样的问题,对人类数学家的挑战在哪里?

  罗博深:其实今年早些时候,就有数学家认为,如果AI真能攻克一道千禧年难题,“纳维-斯托克斯方程”可能会是第一道被解决的。因为相较于其他六道千禧年难题,这个问题有一条很特别的解题路径——举反例。只要证明流体会在有限时间内产生奇异性,就可以证明其解并非始终保持光滑。

  不过,这样的反例并不好找。就像枪虾的螯,需要非常精细的形状和运动配合,才能制造出极端的流体效应。这个数学问题的反例构造也是如此,需要处理极长、极繁琐的细节。这就特别适合AI来做。OpenAI这次公布的证明论文长达166页。对人类数学家来说,要在如此漫长的过程中始终保持高度谨慎,可能已经超出了人类耐力和处理复杂细节的极限。

  南方人物周刊:目前,唯一解决过千禧年大奖难题的人类数学家,是证明庞加莱猜想的佩雷尔曼。包括他在内,那些顶尖数学家在解决极其困难的数学问题时,解题路径与AI有什么不同?

  罗博深:人类数学家在解决特别困难的问题时,往往倾向于找到一种更“优雅而经济”的解法。一个数学家的重要贡献,有时就是发现:一个问题从通常的角度来看非常复杂,但如果换种表述或换个视角,突然就变得可解。数学家真正享受的,往往是这样的时刻。

  南方人物周刊:这种“优雅而经济”也可能被AI习得吗?

  罗博深:如果数学家能在研究中不断发现新的东西,AI也可以被训练成这样。如果有经验丰富的数学家参与AI的训练,不遗余力地教它如何观察、发现问题、提出问题,它就有可能越来越像一个真正的数学研究者:不只是解决已经提出的问题,还会主动观察周围的现象,发现值得研究的问题,提出新的猜想、新的理论,甚至创造新的定义。

▲图/视觉中国

▲图/视觉中国

  “蝗虫过境”?

  南方人物周刊:一些数学家会将这类开放问题比作数学界的“不可再生资源”。

  罗博深:这让我想到9月10日,一群现任和前任加州理工数学家发起联名公开信,呼吁暂停加州理工今年首次举办的Mathathon活动(注:该活动由学生组织发起,计划邀请100支团队参与。按照最初的计划,OpenAI和Anthropic将提供总额超过200万美元的AI计算额度,供各团队在40小时内利用前沿AI模型,集中探索开放的数学问题,并展示研究成果)。签署公开信的数学家担心,当成百支团队同时涌向开放的数学问题,就像蝗虫过境,大量研究问题会在短时间内被快速“啃食”。OpenAI在争议后退出了赞助。但问题在于,即便没有这项活动,其他人难道就不会做同样的事吗?(注:9月28日,Mathathon的组织方和公开信的两位共同发起人已经共同调整了活动方案,从最初集中利用AI探索开放问题,转向围绕已经解决、但仍难以理解的问题,进行新的证明和数学阐释。)

  南方人物周刊:10月7日,OpenAI一次性公布了722篇数学手稿,并表示此前大约尝试了4000个研究问题。这样的集中发布是否也与过去一个月数学界的讨论有关?

  罗博深:有可能。他们之前已经表示,模型取得了数百项新的发现,只是当时还没有立即公布。后来,不少数学家也提出,如果这些问题已经有了潜在的解答,最好尽早公开。至少在避免重复投入这一点上,尽早公开确实很重要。

  南方人物周刊:长痛不如短痛。

  罗博深:是的。

  南方人物周刊:这批OpenAI公布的手稿中,有一组与2026年菲尔兹奖得主王虹的获奖研究密切相关。如果这些AI研究成果在菲尔兹奖评选前就已公开,会不会影响本届奖项的归属?

  罗博深:我不清楚。这项结果还没有经过Lean形式化验证,也尚未经过同行评审。

  ▲2026年7月23日,菲尔兹奖获得者中国数学家邓煜(左一)、王虹(右一)、美国数学家约翰·帕登(左二)和加拿大数学家雅各布·齐默曼在美国费城举行的2026年国际数学家大会开幕式上合影 图/新华社

  ▲2026年7月23日,菲尔兹奖获得者中国数学家邓煜(左一)、王虹(右一)、美国数学家约翰·帕登(左二)和加拿大数学家雅各布·齐默曼在美国费城举行的2026年国际数学家大会开幕式上合影 图/新华社

  目标函数该调整了

  南方人物周刊:2026年会不会成为一个分水岭,当AI在越来越多的数学问题上展现出“碾压式”的能力,未来的数学奖项又该如何评选和评定?

  罗博深:你听说过“吃热狗大赛”吗?以前,吃得多可能意味着身体更强壮;但现在,尽管这种比赛依然有人爱看,但吃得多已经很难成为某种有价值的衡量标准了。数学奖项也一样。一个奖项会影响一个领域里的人追逐什么。如果你设定的目标是去做那些AI已经能够以更低成本做得很好的事情,就可能把一大批人引向错误的方向。即便是那些得到过菲尔兹奖的数学家,如果他们不能够继续提供价值给人类,他们也需要改变他们在做的东西。

  南方人物周刊:据你观察,数学社区正在发生什么变化?

  罗博深:如果你关注欧美的社交平台,会发现很多数学教授都在撰文讨论数学研究的未来,而且写得很长。包括一些非常有影响力的数学家,都在认真、审慎地思考“数学研究的未来是什么”、“数学应该做什么”。这种讨论非常健康,因为只有这样,才能带动一个领域一起改变。

  比如有很多美国教授开始讨论:我们还应不应该继续发论文?如果AI已经可以越来越低成本地产生论文,数学教授就不应该只是把“发表论文”当作目标,而应该把更多时间花在更根本的问题上:比如思考当前数学工作的价值应该是什么?

  这也关系到大学现有的运行机制。大学每年会设定一套目标,希望教授完成什么、发表多少论文、取得什么成果。如果这些目标函数本身是错误的,那么按照这套目标去招聘新的教授、培养新的学生,方向也会跟着错。最终,整个大学都会出问题。

  南方人物周刊:你怎么思考人类数学家的意义?

  罗博深:AI会成为一种新的智能。我们不能指望一个更强大的智能主动把控制权交给一个更弱的智能。我们需要数学家继续站在这个领域的前沿,保持对数学的深入理解。只有这样,我们才能始终有人理解AI在做什么、判断它发现了什么,哪些方向值得继续探索,以及我们应该如何应对。

  今天,AI能解决一些艰深的数学问题;未来,它也可能具备攻击各种系统、造成严重危害的能力。随着AI越来越强大、渗透性越来越强,而我们又无法完全理解它内部的运行机制,也就不能再理所当然地相信,所有技术系统都能始终在人类的掌控之下。

  所以我反而认为,人类数学家的作用会更加重要。但有一个前提:无论你是继续研究纯数学,还是有一个非常具体的目标,你的初衷必须是有益于人类,而不能只是为了骗别人、骗经费而编造一个故事。作为数学家,你足够聪明,也应该足够诚实。我们不应该只想着如何保护数学,更应该思考数学家能做些什么来保护人类。

  这也不只是数学的问题。未来,每一个推动技术发展的人,都需要真正理解自己的领域,同时把人类福祉放在首位,参与其中、保持掌舵能力。如果偏离了这个目标,就应该停下来。因为我们并不需要那些聪明人去为一枚可能失控的“核武器”继续加码。

  南方人物周刊:你在获得终身教职后,就开始走一条与传统数学研究不太一样的路,把数学带到教育、创业以及更多现实问题中。但你身边也有一些同事,一直深耕纯理论研究。他们对此的观点会跟你不同么?

  罗博深:我非常认同罗格斯大学数学系主任、数论学家Alex Kontorovich的观点:过去,你做的事情有人愿意付钱,但未来,你未必还能为别人创造价值。无论是数学家还是其他职业的人,面对这样的不确定性,感到担忧都很正常。重要的是,想想自己还能在哪里发挥作用。没人说这件事很容易,但不能因为自己投入了多年的训练、积累了丰富的经验,就认为社会理应给你一份工作。

  这与其他领域没有什么不同。一家百年老店,如果有一天顾客不再购买它的产品,它也必须设法转型。终身教职同样如此:它不意味着一个人成了资深教授,就理应获得所有人的尊重。恰恰相反,终身教职的意义在于,让学者有底气承担更大的风险,去探索那些困难重重、却可能对人类产生长远价值的事情。

  过去,有些人可能从未认真思考过这个问题,因为他们所在的领域已有一套成熟的方法,只要沿着既定的路径走下去就好。现在,每一个从事纯数学研究的人,都需要重新思考:自己的研究如何与真正有益于人类的事情联系起来?至于具体的路径在哪里,他们是数学家,这道题需要他们自己来解。

▲2023年12月28日,罗博深教授为北京八中百万庄校区的学生做演讲 图/南方人物周刊记者 梁辰

▲2023年12月28日,罗博深教授为北京八中百万庄校区的学生做演讲 图/南方人物周刊记者 梁辰

  数学教育不应被困于数学

  南方人物周刊:如果这就是未来,面对那些真正热爱数学的学生,你的教学方式会因此改变吗?

  罗博深:对我没有影响。我的选修课(注:普特南数学竞赛研讨班)要教的是,面对一道陌生的数学题,应该如何开始思考。我会把题目写在黑板上,让学生们一起头脑风暴,尝试提出自己的想法,再从中逐步找到解决问题的策略。我希望课堂上超过一半的时间都由学生自行讨论。更重要的是,我希望他们能在共同思考、课后聚餐的过程中认识彼此、建立信任。

  每年秋季学期第一堂课,我都会告诉学生:毕业以后,你们会找不到工作,但通过这门课,你们会找到志同道合的伙伴,组成团队,自己创办企业,卡内基梅隆大学也设有专门支持学生创业的机构。如果还沿用传统的教学方式,那些东西已经派不上用场。

  对我来说,最大的变化可能在博士生培养上。过去五年,我一直没有招博士生,因为我做的事情并不主流,可能发不了很多论文,这会影响他们未来找工作。现在,随着AI深度参与研究,一篇论文中究竟有多少工作是由AI完成的,很难准确判断,研究者使用AI的程度也未必会被如实披露。论文已经很难成为评价能力的可靠依据。

  我现在开始考虑招收博士生。我可能会跟他们一起去乡村教书,先了解当地学生真正需要什么、当地教育还缺什么,再根据这些真实需求,尝试发明新的东西。

  南方人物周刊:技术会拉平能力的差距么?还是说,认知、视野和判断力的差异很难被轻易拉平?

  罗博深:AI确实会拉平一部分数学研究能力,但拉平并不意味着所有人就都一样了。真正拉开差距的反而是一个人的视野,也就是你知道这些能力应该用来做什么。你能不能跳出一个狭窄的领域,看到整个数学,甚至把受到的数学训练带到更广阔的现实世界中,发现并解决那些真正值得解决的问题。

  其实,数学训练的价值从来就不只囿于数学研究中。比如罗马尼亚现任总统尼库绍尔·达恩,他是数学博士,曾两次在国际数学奥林匹克中获得满分,后来进入政治领域,组建政党,并长期将反腐败、公共行政改革等作为重要的政治议题。现任教皇利奥十四世本科主修数学。新加坡前总理李显龙在剑桥大学读的也是数学。

  南方人物周刊:你能从他们理解和解决现实问题的方式中,看到数学训练留下的印记吗?

  罗博深:无论是国家领导人处理一个国家的问题,还是教皇思考整个世界的问题,面对复杂的系统,都有点像在写一个数学证明:不断寻找其中可能存在的漏洞,确保解法严密。同时,数学训练能帮助你理解不同的人、不同的群体真正需要什么,比如通过博弈论寻找彼此共赢的方式。

  过去确实有很多人这样看待数学:解决一个非常难的问题,证明自己比别人聪明。但如果数学只是用来证明自己比别人更聪明,那么在AI时代,这种价值会变得极为有限,因为AI会越来越擅长完成这样的任务。我会建议那些喜欢数学的人,视野不妨更宏大些,去思考这个世界真正需要什么。当你既有这样的视野,又保留数学家的思考方式,现在反而是个契机,你可以借助AI补足你能力体系中的短板,完成很多以前做不到的事。

  南方人物周刊:想象一下50年后的小学数学课堂,你会看到怎样的画面?我们还会像现在一样教授小数、分数这些知识吗?

  罗博深:这也是我在思考的问题。教授的内容未必需要改变,但你需要一直引导孩子去思考。在我们家,我太太教育孩子的方式一直是,首先要让他们知道,我们爱帮助别人。这不是一场你争我夺的竞赛,而是一群孩子共同成长的过程。我们希望每个孩子都能成功。如果有孩子提出了新的想法,我们就应该鼓励他。这才是教育小学生应该做的,而不只是要求他们把乘法表背得更熟。

  过去,我们的教育体系可能更强调筛选谁能做出最难的题。但如果教育的目标还是这些,几年后你会发现自己永远敌不过AI。我们必须谨慎思考教育究竟要培养什么,而这个目标应当是AI无法替代的。

  如果一个孩子从小就不习惯提出新想法,只习惯通过与别人比较、争取更高的排名和分数来确认自己的价值,这样的人以后会非常失落。因为他为这条路牺牲了那么多,一直拼命往前跑、努力挤进更靠前的位置,成为“最会做题的人”,最后却发现,自己一直拼命想赢得的那场比赛,已经失去了意义。就算其他人还在埋头走老路,你为什么要跟着他们?

编辑:谢宇昕   责任编辑:杨格  
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