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陶哲轩|杰夫·迪恩|AI辅助数学研究|埃尔德什第347号问题|恩里克·巴尔什基斯|应用数学|大语言模型|数理基础|人工智能
如果说数学研究是一座孤高的山峰,那么攀登者往往是那些皓首穷经的学者。但就在2026年1月,一幅颠覆性的画面出现了:17岁的高中生恩里克·巴尔什基斯(Enrique Barschkis),在课间休息的碎片时间里,攻克了一个困扰数学界长达46年的难题——埃尔德什第347号问题。这并非电影《心灵捕手》中的虚构情节,而是一场正在真实上演的、由人工智能驱动的科研范式革命。这一成就迅速在社交网络上引爆,连谷歌首席科学家杰夫·迪恩(Jeff Dean)和菲尔兹奖得主陶哲轩都为之赞叹,它所揭示的,远不止一位天才少年的灵光乍现。
故事始于一个线上数学论坛。几个月前,当代最杰出的数学家之一陶哲轩,在使用ChatGPT进行文献检索时,对埃尔德什第347号问题提出了一个巧妙的构造思路。这个问题由传奇数学家保罗·埃尔德什在1980年提出,它要求构造一个特殊的整数序列,其子集的和几乎能“拼”出所有自然数,同时序列的增长速度又受到严格限制。这是一个关于数论理论核心的硬骨头。
陶哲轩的想法如同一张蓝图,描绘了通往答案的可能路径,但具体的施工细节和严谨的逻辑验证仍悬而未决。这张蓝图在论坛上静静地等待了三个月,直到巴尔什基斯出现。这位高中生在陶哲轩的思路基础上,利用AI工具辅助,成功构造出了满足所有苛刻条件的序列,并借助名为“亚里士多德”(Aristotle)的AI工具,将整个证明过程转化为计算机可以严格验证的Lean语言代码。这相当于不仅画出了完整的施工图,还用机器建造并验收了整座大厦,确保其毫厘不差。

当陶哲轩看到这份完整的证明时,他赞叹道:“干得漂亮!”并敏锐地询问少年是否在非形式化证明中也使用了AI。巴尔什基斯的坦诚回答,以及他与另一位数学家巴托斯·纳斯克雷茨基(Bartosz Naskręcki)的互动,共同描绘了一幅新时代数学研究的协作图景:人类的顶尖智慧提出方向,年轻一代在AI的辅助下快速迭代、验证和实现,跨越了地域、年龄和经验的鸿沟。
计算机辅助数学研究并非新鲜事。早在1976年,数学家们就借助计算机的蛮力计算,完成了著名的“四色定理”证明。但那时的计算机更像一个任劳任怨的“超级校对员”,负责执行人类设计的、繁琐到无法手动完成的验证任务。其证明因无法被人类完整审阅,一度引发巨大争议。
而今天,AI的角色已经发生了质变。它不再仅仅是验证者,更演变成了研究者的“灵感合伙人”与“发现助手”。

从“四色定理”到巴尔什基斯的突破,我们看到了一条清晰的技术演进路线:AI正从一个被动执行的计算工具,进化为一个能够主动探索、发现规律、甚至提供创造性见解的智能伙伴。
巴尔什基斯的成功,完美诠释了正在形成的数学研究新范式——人类的宏大构想与机器的精深计算相结合。在这场“二重奏”中,人类与AI各司其职,又相互增益。
陶哲轩本人也坦言,他现在正越来越多地将AI作为“副驾驶”,处理繁琐的计算和验证工作。他预测,当使用Lean等工具形式化证明的速度超过手写时,数学研究将迎来一个“相变点”。未来的数学家,或许将直接在与AI的对话中完成论文的撰写和证明。
这场深刻的变革也带来了隐忧。当AI能够处理越来越多的“烧脑”环节时,人类是否会陷入“认知外包”的陷阱,逐渐丧失批判性思维和独立解决问题的能力?
研究已经警示,过度依赖AI可能导致认知能力下降。更令人担忧的是,AI的“黑箱”特性和潜在的“幻觉”(即一本正经地编造事实),可能引入难以察觉的错误。曾有顶尖科研团队的AI智能体,因依赖有偏见的训练数据,差点闹出一场学术乌龙。这提醒我们,在拥抱AI带来的效率提升时,必须保持人类的最终判断力和审查权。
此外,AI目前仍擅长在既定框架内解决问题,但提出像“朗兰兹纲领”那样开创一个时代的宏大理论,仍是人类智慧的专属领域。数学的进步,终究依赖于创造性的想象力,而非单纯的逻辑推演。
巴尔什基斯的故事,不是一个“机器战胜人类”的警示,而是一个“人机协作,共同进化”的序章。它标志着一个新时代的到来:一个17岁的少年,可以站在巨人的肩膀上,借助AI这架望远镜,望向更遥远的数学星空。
未来,最顶尖的数学家或许不再是孤身一人的思考者,而是一个善于驾驭AI的“人机半人马”。他们将人类的直觉、创造力与AI强大的计算力、记忆力完美结合,共同探索知识的无人区。这不仅将深刻改变数学,也将重塑整个科学发现的版图,加速人类文明迈向下一个智慧纪元。