编辑丨小龙
封面丨陶哲轩
9 月 8 日清晨,OpenAI 发布了一项震撼业界的成果:其未公开的内部模型驱动约 1 万个自主 AI 智能体,在 88 小时内生成了三维纳维 - 斯托克斯方程有限时间爆破问题的证明,并利用 Lean 完成了形式化验证。
这是 AI 首次宣称攻破克雷数学研究所悬赏 100 万美元的“千禧年大奖难题”之一。然而,纽约大学数学家 Tristan Buckmaster 随即指控 OpenAI“截胡”了其团队一年多的核心成果,引发学术界与科技圈关于学术诚信及 AI 科学意义的激烈争论。
菲尔兹奖得主陶哲轩评价此为"remarkable achievement",但他强调需区分"AI 解题能力的进步”与“人类数学知识的增长”。AI 能加速实验、代码编写及证明生成,但科学研究的完整闭环还包括验证、理解、解释及将新知沉淀为学科体系。目前,AI 正在极速完成前半段,而人类理解和消化知识的速度并未同步提升。
陶哲轩指出,千禧难题如同“灯塔”,其价值不仅在于最终证明,更在于探索过程中创造的新工具与新联系。Lean 虽能核查逻辑规则,却无法保证研究者掌握其中的思想精髓。他担忧若研究生训练过程被 AI 完全替代,科学界可能在收获成果的同时,逐渐丧失培养下一代研究者及孕育原创思想的能力。
以下为创业邦对陶哲轩 Big Think 深度访谈的翻译精编。
陶哲轩 Big Think 访谈现场
科学范式的演变:从理论实验到 AI 辅助
过去几百年,科学研究主要依赖理论与实验两种范式。开普勒提出行星运动理论,牛顿建立引力理论,随后通过实验收集数据加以验证。数学领域则偏重理论推导,虽偶有高斯计算质数分布等实验性尝试,但总体仍以逻辑推演为主。
随着技术发展,模拟仿真成为第三种范式,允许在超级计算机中复现飓风等复杂现象;大数据时代则开启了从海量数据中挖掘规律的第四种范式。如今,AI 作为新帮手正在重塑所有这些方式。无论是自动实验室、编程智能体运行模拟,还是自动数据分析乃至理论推导,AI 都能以远超人类的规模和速度完成任务。
AI 越来越强,人类却未必更懂科学
理论上,AI 完成的理论分析数量可远超任何单一科学家。但科学研究的价值不仅在于“找到答案”。科学家花费数小时用纸笔推导或亲手调试程序,往往能在过程中获得额外洞察:发现新现象、建立新联系、识别与过往文献的关联,并将这些发现有效传达给同行。
这里存在一个悖论:AI 能力越强、犯错越少,表面上越能高效完成实验、分析和写作,但代价可能是人类科学家并未因此变得更擅长研究。若无人能清晰阐述发现的意义、证明的创新点及其与其他知识的联系,科学进步的内涵将被稀释。
陶哲轩比喻道:传统科研如同徒步寻找瀑布,途中迷路可能发现新景观,过程本身极具价值;而 AI 如同直升机,直接将人送达目的地。虽然效率极高,但研究者错过了沿途风景,也未学会如何行走。
大模型的智能本质上是“猜出来的”
大模型的本质:基于概率的模式拟合
现代 AI 基于机器学习算法,试图从数据模式中做出预测。以回归分析为例,通过观察输入(喂食量)与输出(体重)的关系拟合曲线进行预测。大语言模型(LLM)的核心机制则是预测序列中的下一个词。
尽管现实世界的关系错综复杂,但通过数万亿数据点的训练和巨额算力投入,LLM 能够拟合出高维空间中的复杂曲线,从而生成连贯且看似充满智慧的文本。这种能力源于自然语言中隐含的深层模式,即便模型并不真正理解现实世界,也能通过模仿展现出智能行为。
通过提示工程(如让模型逐步思考、自我复核),可以显著降低错误率,使其解决复杂数学问题。然而,这本质上仍是一种“猜测”而非基于深刻理解的推导。它像是一位知识渊博但略显混乱的专家,需要人类引导才能提炼出有价值的成果。
AI 擅长广度,人类擅长深度,二者高度互补
人机协作:广度搜索与深度挖掘的互补
公众常误以为人与 AI 是在同一维度上比拼解题难度,实则两者具有高度互补性。人类专家擅长“深度”:精选少数关键难题,持续积累认知,从失败中修正判断,提炼新概念,为后续研究奠定基础。
AI 则擅长“广度”:面对成千上万个问题,AI 能并行尝试大量路径,结合不同领域方法,甚至发现被人类忽略的冷门文献或简单解法。由于没有先入为主的观念,AI 有时能打破专家共识,提供独立视角。
若将一千道题交给 AI,即便只解出 5%,也是五十道新成果。虽然这些未必是最核心的难题,但其规模效应不可忽视。未来的方向应是人类负责深挖核心难点,AI 负责大范围扫描和辅助验证,形成合力。
AI 太快了,科学未必因此更快
速度与深度的博弈:警惕“过拟合”风险
开普勒发现行星运动定律的过程极具启示意义。他最初提出的正多面体模型虽优美但与第谷的观测数据不符。经过多年磨合与修正,他最终提出椭圆轨道理论,才实现了理论与数据的完美契合。这一过程表明,科学进步往往需要长时间的试错与消化。
开普勒与布拉赫雕塑(来源:WikiPedia)
在开普勒之前,地心说模型虽复杂但预测精度一度优于早期的日心说。若当时有 AI,那些早期预测不准的日心说模型可能因“数据拟合度低”而被过早淘汰。这揭示了一个风险:AI 追求快速拟合数据,可能导致“过拟合”,构建出复杂却无实际物理意义的模型。
将 AI 融入科学发现是一个挑战。虽然它能加速实验、编码和写作,但若优化了错误的目标(如单纯追求论文产量),可能导致科学实质进展停滞。我们需要时间去消化理论,确保其与现有知识体系相契合,而非盲目追求速度。
AI 证明越来越多,人类却吃不下了
知识消化的瓶颈:“证明消化不良”
数学研究包含解题、验证、阐释及教学等多个阶段。AI 已能自动化生成并核验大量证明,但这些证明往往冗长且难以阅读,缺乏人类对难点的直观洞察。更重要的是,将原始证明转化为教科书级别的易懂知识,仍需人类投入大量精力进行梳理和编辑。
当前学界正面临“证明消化不良”:AI 产出的解法数量激增,超出了人类的消化能力。过去,重大突破稀缺,专家会集中精力研读;如今,海量成果涌现,研究者不得不筛选优先级,甚至无法跟进所有进展。这需要建立更高效的整理和筛选机制。
AI 开始摘下数学研究的“硬果子”
AI 能力的跃迁:从奥赛题到未解之谜
过去三年,AI 数学能力经历了显著跃迁:从初中题目到高中奥赛,再到研究生资格考试,直至近期解决部分长期未解的科研难题。AI 凭借不同的思维偏向,有时能拼凑出人类未曾想到的巧妙解法,如单位距离问题的相关进展。
然而,这些成果的复现性和成本尚不明确。私营公司未公开资源投入细节,外界难以判断这是普遍能力还是特例。最新的"First Proof 挑战”显示,顶尖模型在十道研究级题目中能解出五六道,表明其在日常科研任务中已具备实用价值,尽管算力成本高昂且存在失败风险。
AI 还没有成为默契的研究伙伴
协作的局限:尚未形成思维默契
陶哲轩高度评价人类间的科研合作,认为长期搭档间能形成思维默契,彼此启发。相比之下,目前的 AI 尚无法真正融入这种对话节奏。AI 容易犯错、迎合用户,且缺乏持续学习的记忆机制,难以像人类同事那样无缝衔接思路。
现阶段,AI 更适合承担文献检索、代码检查、校对润色等辅助任务,而非核心解题过程。虽然技术进步迅速,但要让 AI 成为真正的“默契伙伴”,仍需时日。
为下一代科学家留下成长空间
未来警示:保护科研生态与人才培养
当前科研资助体系面临风险:若用 AI 取代研究生完成基础性训练课题,虽能短期提升论文产量,却可能切断下一代科学家的成长路径。若不再有人类去消化、整理 AI 产出的知识,科学共同体可能陷入停滞,失去原创思想的源泉。
陶哲轩呼吁,必须公开讨论基础科学的价值,坚持由好奇心驱动的研究,保留人类探索未知的空间。科学不仅产出技术成果,更能赋予人清晰的思维方式,缓解对复杂世界的焦虑。这些柔性价值同样需要支持与传承。


