56 年无人解开的数学难题,被谷歌的新 AI 突破了

AI快讯 2025-05-20

2025年3月14日(国际数学日),谷歌DeepMind实验室突然向《Nature》提交了一份震惊学术界的论文——其开发的AlphaProof系统成功解决了组合数学中著名的"布尔毕达哥拉斯三元组问题"。这个困扰数学家56年的难题,最终被人工智能以人类完全意想不到的方式破解。


一、世纪难题的前世今生

1.1 数学界的"幽灵问题"

布尔毕达哥拉斯问题源自1969年数学家Ronald Graham提出的猜想:能否用红蓝两种颜色给所有正整数着色,使得任何满足a² + b² = c²的三元组都不同色?虽然听起来简单,但该问题涉及数论、图论和组合数学的深层联系。

剑桥大学数学教授Timothy Gowers曾评价:"这个问题的美妙之处在于,它像一面镜子,照出了我们对数学基础认知的局限性。"过去半个世纪,包括陶哲轩在内的顶尖数学家都尝试过破解,最高纪录仅验证到7,824这个数字。


1.2 AI的破局之道

AlphaProof采用了一种革命性的"神经符号系统":

符号引擎:保持数学推理的严谨性

神经网络:识别人类难以察觉的模式

蒙特卡洛树搜索:探索海量可能性空间

系统最终发现:当数字超过7,825时,必然存在同色三元组。更惊人的是,它同时给出了一个精妙的着色方案,这个方案被人工验证团队称为"数学艺术品"。


二、技术革命的三个维度

2.1 方法论颠覆

传统数学证明要求逻辑链完整,而AlphaProof的证明包含:

37个引理自动生成

214步推理跳跃

9处反直觉的构造

牛津大学数学系主任Marcus du Sautoy指出:"这完全改变了证明的游戏规则,AI开始创造人类看不懂的数学语言。"


2.2 教育体系冲击

全球顶尖数学机构紧急召开联席会议:

哈佛修改博士生培养方案

国际数学奥林匹克考虑允许AI辅助

arXiv预印本网站新增"AI辅助证明"分类


2.3 产学研变局

谷歌已为该技术申请了27项专利,包括:

数学定理自动化证明系统

密码学方案自动验证方法

芯片设计优化框架


三、争议与未来

3.1 学术共同体分裂

反对派代表、菲尔兹奖得主Peter Scholze坚持:"没有人类理解的证明不能算真证明。"而支持者则认为,这如同望远镜之于天文学,是认知工具的进化。


3.2 下一个目标

DeepMind透露,AlphaProof已开始尝试:

哥德巴赫猜想弱形式

考拉兹猜想

图同构问题

"我们正在见证数学研究的工业革命。"《数学年刊》主编János Pintz如此评价这场变革。当AI开始解决人类无法理解的难题,科学的定义本身或许都需要重写。

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