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GPT-6 Astra 即將證明哥德巴赫猜想:數學不存在了?

金色財經

最近,數學圈出現了極其魔幻的一幕。

X 上一個只有百來個粉絲的賬號 Captain Sude 掛出一條帖子:GPT-6 Astra 無條件證明了哥德巴赫猜想的 Liouville 版。帖子底下,論文、Lean 代碼、機器審計記錄一應俱全。

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魔幻的不在這條帖子本身,在於節奏。短短 8 天,這個沒有實驗室背書、沒有高校頭銜、論文連署名都沒有的賬號,像流水線一樣連發了 6 個數學證明:

Stoneham 常數之和的正規性,Bailey 和 Borwein 2012 年提出,落灰 14 年,9 月 10 日一天被收拾;Copeland–Erdős 常數更絕,1946 年人類開始研究,2015 年有數學家猜它並不強正規、只是證不動,11 年後,Astra 把證明寫出來了。

然後,它盯上了哥德巴赫猜想。

需要說明的是,這不是哥德巴赫猜想本體。經典版本要求兩個加數都是素數,這個版本只要求兩個數的質因數個數為奇數,條件鬆了一大截,離那顆明珠還遠。

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但這個「弱」問題的證明過程,藏着一個比證明本身更值得看的事:當證一個定理的成本降到幾個小時,數學研究里,什麼東西的身價變了。

從有條件到無條件:兩天,兩步

Liouville 函數 λ(n) 的玩法像一個只認單雙的開關:n 的質因數個數算出來,奇數記 -1,偶數記 1。所有素

數的 λ 值都是 -1,反過來不成立,8 有三個質因子,λ(8) 也是 -1。

2018 年,有人在 MathOverflow 上提出這個問題:每個大於 2 的偶數 N,是否總能拆成 a+b,且 λ(a)=λ(b)=-1。它想探的是數學裡一座常年不通的橋:乘法結構(質因數分解)和加法組合(拆成兩數之和)之間,到底有沒有秩序。

2024 年,數學家 Alexander P. Mangerel 給出突破性進展:假設廣義黎曼猜想成立,所有充分大的偶數都滿足這個猜想。兩個限制就此留下:前提是黎曼猜想級別的假設,範圍排除了較小的偶數。

Captain Sude 和 Astra 這次把兩個限制都拆了,分兩天走完全程。

第一天,所有 4 的倍數。證明只有兩頁紙,反證法:假設某個 4m 拆不開,利用乘以 4 不改變 λ 值、乘以 2 恰好翻轉 λ 值這兩條性質往下逼,最後撞上 Mangerel 論文里一條早已發表的界限,矛盾成立。這一步不需要任何黎曼猜想,全是中學代數級別的推導,乾淨得不像話。

第二天,剩下的 4k+2 型偶數。沿着舊路線撞進死胡同後,Astra 換了打法,把整個問題映射到有限域的乘法結構上:先假設存在拆不開的 2p,構造函數 G,逼出乘法對稱性的局部缺陷;再利用乘法可交換,讓兩條路徑互相抵消,抹平全部缺陷;最後,一個數既然是乘法對象,平方的 G 值就必須是 1,而二次剩餘的性質又能在這個域裡找到一個素數,它的 G 值又必須是 -1。

1 等於 -1,矛盾爆發,假設粉碎,全偶數域無條件成立。

沒有暴力窮舉,沒有堆砌解析估計。一位圍觀的研究者評價,這條「把加法阻礙轉化為乘法剛性」的路線,體現了高度抽象和直覺的頂級思維。寫出它的,是 AI。

Lean 驗證:匿名者的入場券

宣布證明是一回事,讓人信是另一回事。這次跟在論文後面的,是 Lean 4 的完整形式化驗證。

知乎 UP 主 @SUNNY99 對開源的 v1.0.0 版本做了獨立覆核:代碼可以重新編譯,最終定理與論文主張一致,沒有一處 sorry(Lean 里代表待填的坑),沒有自造的數學公理,249 個偶數的數值冒煙測試全部通過。

Lean 驗證證明的是:從公理出發,每一步推導在邏輯上成立。它不提供對重要性的判斷,一篇完全正確但毫無價值的證明同樣能過驗證。但在一個匿名賬號沒有信用可抵押的現實里,機器可覆核性成了入場券。

放在十年前,這樣的證明大機率被掃進垃圾郵件;現在,它值得數學家花一個下午。

賬要算在邊際成本上

比單個證明更值得注意的,是這個賬號的打法:翻論文,找懸置的開放問題,扔給 Astra,讓它寫出 Lean 形式化證明,跑通機器驗證,傳到 GitHub,然後找下一題。

9 月 7 日到 16 日,他的 GitHub 上多出 12 個證明倉庫。單個問題的成本,是幾個小時的試錯加一單 API 賬單,換來的卻是一個懸置 8 年的開放問題的終結。

而這 8 年裡,突破口需要的那條關鍵不等式,Mangerel 2024 年就已發表,明晃晃地擺了兩年,沒有人往下多接一步。

擋住人類研究者的顯然不是能力,而是注意力:一個被遺忘在論文「開放問題」一節里的偏門數論題,不值得一個博士生賭上幾個月的青春。學術回報配不上人力成本,題目就一直在文獻里落灰。

當成本降到這個量級,整個文獻庫里那些「值得做、但不值得人類做」的長尾問題,會被瞬間重新估值。專門登記 AI 數學成果的社區 VibeMathed 已經追蹤了 721 個開放問題,494 個被標記為完全解決,155 個通過了機器形式化驗證,懸置時間累計 10650 年。數學論文末尾的 Open Problems,正在變成可執行的待辦清單。

但判斷題比證明題稀缺

這不等於數學家失業,故事恰好在這裡反轉。

回看這次證明的供應鏈:選題來自 MathOverflow,關鍵不等式來自 Mangerel,驗證依賴人類幾十年構建的 Mathlib 庫。

問題、工具和裁判都是人類的,AI 交出的是執行。

可當猜想、解題、驗證都能被機器排進流水線,人的位置到底在哪?

答案在清單夠不到的地方:提出問題,判斷價值,把單次證明升級為可復用的方法。

拿這次的結果做檢驗。它最重要的部分不是「證明了什麼」,而是「怎麼證的」:半區間延拓的思路,能否被其他研究者復用到別的符號模式問題上,決定它是孤立技巧還是一個綱領的起點。

原版哥德巴赫猜想仍然沒有解決,這個弱形式的突破能不能成為通往它的鑰匙,同樣要人來判斷。評論區有研究者說得直接:這台機器能一天掃蕩一個難題,但掃蕩之後數學往哪裡走,清單里沒有答案。

數學競賽的規則正在改寫。贏家不再是解題最快的人,而是知道該解哪道題、以及解完說明什麼的人。

這一局,AI 解了題;判卷才剛剛開始。

來源:金色財經

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