今年 5 月,菲尔兹奖得主 Timothy Gowers 听到一个消息:AI 解决了悬置近 80 年的埃尔德什平面单位距离猜想。他第一反应是——如果 AI 能证明它,数学家可能很快就要出局了。他花了一整晚调整自己的世界观。第二天早上,澄清邮件到了:AI 不是证明了它,是推翻了它。Gowers 反倒松了一口气。为什么「推翻」比「证明」更让他安心?8 月 12 日,他的博客给出了答案。
5 月那则差点终结数学界的传闻
背景是:8 月 1 日,OpenAI 一口气公布十项数学与理论计算机科学成果,全部来自尚未发布的内部模型 Astra,官方称每一项都解决了一个长期悬而未决的问题,或在相关问题上取得实质进展。开发者 Simon Willison 说,网上的数学家正在集体经历一次「深蓝时刻」;更早几天,数学家 Kirwin Hampshire 已经写下《数学的黑暗之夜》,形容自己陷入一场深刻的精神危机。Gowers 先承认这十项成果极其惊人,然后问了一个更尖锐的问题:如果大模型在数学的所有方面都已经强过所有人类,凭它的速度优势,成果本该像洪水一样涌出来——洪水为什么没来?
Astra 十项成果:多数是「拆台」
看几项旗舰成果,规律就出来了。Erdős 单位距离问题:AI 没有顺着人类几十年的思路去证明那个增长判断,而是把代数数论的工具搬进离散几何,用更复杂的数域构造出一整族点集,让单位距离对的数量超出此前预期的速度增长——流传数十年的判断被一个具体构造直接击穿。雅可比猜想:数学家 Levent Alpöge 借助 Claude 找到了相关问题中的一个反例。非 sofic 群:突破方式是构造出历史上第一个非 sofic 群。多色 Ramsey 数:核心依然是先找到足够特殊、足够刁钻的组合对象,后面的证明才有地方落脚。
四个问题都能压缩成一句机器友好的话:「有没有这么一个东西?」只要答案是「有」,模型的打法——疯狂搜索、跨领域搬工具、重组现成技巧、反复试构造——就全面接管。而且很便宜:按 API 价格折算,这十项成果找反例消耗的全部 token,也就「数千美元」。
反例和定理,本就不是两种能力
数学家的直觉里,找反例是运气活:凑一个特例把命题打穿一个洞;证定理是硬功夫,一个例外都不能有,还要有灵光一现的洞见。Gowers 说这条界线根本立不住。维诺格拉多夫 1937 年证明「足够大的整数都能写成三个素数之和」,格卢斯金 1981 年证明「任意维度下都存在两个形状相差极远的空间」——写成论文格式,骨架几乎一模一样,却没人说前者是反例,也没人说后者是定理,差别只在难点落在哪一步。
更微妙的是,「反例」这个词带着心理成分:只有推翻了大家原本有理由相信的命题,才配叫反例。非 sofic 群其实更准确叫「第一个实例」——本来就没多少专家真的相信所有群都是 sofic。多色 Ramsey 那项,Gowers 年轻时研究过它的一个等价形式,对他来说那是符合预期的例子,不是反例。界线跟着人走,不跟着数学走。
八种找例子的方法,AI 擅长四种
Gowers 把数学家找例子的常规打法列了八种:翻出标准例子挨个试、拿基本例子拼装、先留白后补条件、反过来证它不可能存在、一次次修正上一版猜测、按条件一段段搭出来、随机抽一个、取足够一般的例子。
他判断大模型在其中四种上会很强:翻现成例子、一步步搭、随机抽、取一般性例子——共同点是套路成熟、训练数据里实例密集、失败成本低。另外几种都要求你在半路反复判断同一件事:我现在走的这条路,还值不值得走下去。这就是搜索树的剪枝——真正厉害的研究者不是不走错路,而是在分叉刚冒出来时就砍掉大部分枝条。模型知识面宽到覆盖几乎全部标准论证,又快到可以在找到解之前失败无数次,所以问题越「碰运气」,它越占上风;人类还守得住的地盘,是岔路特别多又特别深的问题。
为什么 AI 没有数学家的「鼻子」
三个理由。第一,训练数据里没有这门课:公开发表的证明全是「干净的成品」,试过哪些方向、第几步觉得不对、为什么掉头,全被抹掉了——模型看得到结论,看不到过程。第二,快本身就是阻力:人类一辈子只够走几条路,必须狠剪;大模型扛得住人类扛不起的低效搜索,既然不缺,就没有非剪不可的压力。第三,这件事很难做实验。
陶哲轩在 7 月 24 日的 ICM 2026 演讲《AI 时代的数学》里从读者视角描述了症状:AI 生成的证明轻重完全错位,能用三页去证一个显然的引理,再用三行带过真正有意思的那一步。人写的证明会在难处留下「自然摩擦力」,提醒读者慢下来;被 AI 过度润色的证明把它一并磨掉了。他自己的例子:研究生时硬啃布尔甘 1991 年的论文,页边还留着「我讨厌让·布尔甘」的批注,正是这次硬啃让他后来搞懂了对方的思维方式——如果那篇证明经过多层 AI 润色,他可能得不到那份训练。「哪一步难」这个信息,人类的数学写作传统里从来没正式记录过,所以模型学不到;而 AI 写出来的东西,又把这点仅剩的痕迹磨平——错误的循环:模型学不到判断力,它的输出又让下一代模型更学不到。
Gowers 开的方子落在奖励函数上:训练时不能只在得出解的时候给奖励,还要罚两件事——死胡同钻得太多,以及直接去文献里翻现成答案。只奖励结果,就只会得到没有过程的结果。这话对训练成立,对数学界同样成立。
cap-set 尺子:什么才算真正跨过门槛
Gowers 给了一把最难糊弄的尺子:2016 年的 cap-set 问题。那一年新解法把此前最好的界限一把甩开,用的路子跟他设想过的任何一条都不一样,事后回看又明显就该这么做;紧接着一大批人涌上去,想搞清楚这套新技术还能干什么。一个真正的好方法,不只解决当下这道题,它会让一群人立刻改变手上的工作。哪天模型自己拿出同等分量的东西,这道门槛才算跨过去。
他明确预计模型会继续快速进步,一两年内可能长出更强的鼻子——人类目前的优势是租来的,不是拥有的。眼下把模型当廉价反例机器用就好:在相信某个假设、某个估算、某个设计约束之前,先让模型试着打破它——十项成果的反例战役,全部 token 成本只有数千美元。但别把它的证明草图当结果,那是待剪枝的提案;当它第五次说「我没能回答你的问题,但把它化归成了一个更窄更精确的问题」时,那不是逼近答案,是把迷路描述得越来越优雅。与 COLM 论文集体质疑 Transformer 标配设计同理,AI 眼下给数学带来的最深价值,可能不在新定理,而在新问题——以及击碎那些所有人都相信的旧判断。