大数跨境

Erdős留下的数学谜题,正在被AI重新探索:人工智能走向纯数学研究前沿

Erdős留下的数学谜题,正在被AI重新探索:人工智能走向纯数学研究前沿 ScienceAl
2026-08-04
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导读:从寻找证明到发现新路径。

在数学领域,部分难题之所以闻名,并非因其描述复杂,而是数十年来持续挑战着人类最顶尖的数学家。其中,匈牙利数学家 Paul Erdős 提出的上千个问题尤为典型,涵盖组合数学、数论、图论等多个领域。这些问题往往看似简单,实则蕴含极高难度,令无数学者耗费多年仍难突破。

如今,人工智能(AI)正成为破解这些世纪难题的新力量。

2026 年 5 月 20 日,OpenAI 宣布其内部模型成功解决了始于 1946 年的 Erdős 悬而未决问题,引发学界震动。随后在 8 月 1 日,OpenAI 再次披露未发布模型 Astra 取得了 10 项新进展,其中包括另外三个 Erdős 问题的解法。这些案例表明,AI 虽未完全独立主导数学发现,但已能协助数学家探索复杂空间,挖掘人类易忽略的逻辑连接。

Erdős 问题的新视角

数学研究的难点往往不在于计算能力,而在于缺乏切入点。解决长期未决问题通常需要全新视角:改变表达方式、连接无关领域或提出全新证明策略。这正是 Erdős 问题的棘手之处,而 Thomas Bloom 的工作为此带来了转机。

Bloom 致力于整理 Erdős 问题清单并发布在线网站。2024 年至 2025 年前八个月,列表中 111 道题的状态从“未解决”转变为“已解决”。其中,Wouter van Doorn 于 2025 年 10 月针对第 1102 号问题发表评论,并于次月初给出了不依赖 AI 的传统解法。

图示:第 1102 号问题。

AI 介入解题进程

研究者 Kevin Barreto 和 Liam Price 率先利用 AI 尝试攻克 Erdős 第 333 号问题。尽管该问题后续被证实已有解法,但此次尝试验证了 AI 辅助研究的可行性。

图示:第 333 号问题。

截至 2026 年 1 月 4 日,两人利用 GPT-5.2 Pro 找到了第 728 号问题的解法,并通过另一款 AI 工具 Aristotle 完成了逻辑验证。

图示:第 728 号问题。

Price 开发了一套迭代方法论:先由聊天机器人生成解决方案,再输入至新实例进行核查,如此循环直至找到可行方案。Erdős 问题多集中于数论、组合学和图论,这些领域相对更易于大型语言模型理解,因此成为理想的试验场。

值得注意的是,尽管 OpenAI、Google DeepMind 等企业投入巨大,但多数新成果最初源自使用公开大模型的业余爱好者和本科生。直到 2026 年 5 月,OpenAI 宣布解决著名的“单位距离问题”,局面才发生根本性变化。

数学研究范式的革新

2026 年 1 月,DeepMind 团队发表论文解决了四个 Erdős 问题并找回九个旧答案。同年 5 月,另一支 DeepMind 团队宣布其代理自主解决了 353 个未决问题中的 9 个,单题成本仅数百美元。

5 月 20 日,OpenAI 正式公布单位距离问题的解决方案,附带详细博客与论文,并邀请九位世界级数学家评审证明的正确性及重要性。数学界普遍曾认为单位距离猜想成立,但 OpenAI 的内部模型意外发现了反例。

图示:OpenAI 所展示的单位距离问题的反例。

对于 Erdős 留下的庞大问题集,AI 提供了一种全新的研究范式。过去依赖数学家个人洞察与长期积累的探索过程,现在有了机器的加入,能够在广阔的数学空间中高效搜寻新线索。这也解释了为何越来越多的数学家开始投身于 AI 交叉研究领域。

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机器之心旗下媒体,关注人工智能与其他前沿技术、基础学科的交叉研究与融合发展。
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