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数学即将步入音乐学院 -- Is mathematics about to enter the conservatory?

就在 Claude 用 Lean 完成费马大定理证明形式化的同一周,一篇题为《球面哈德维格定理》的论文出现。球面哈德维格猜想自 1974 年左右悬而未决,描述的是积分几何中虽冷门但重要的一件工具。湖南大学 Wang 与 Wu 的新预印本似乎借助人工智能证明了该猜想,并在文末免责声明中写道,OpenAI Codex 被用来协助打磨证明细节、定位漏洞与需澄清处、组织排版并润色英文。

正文

在 Claude 于 Lean 中完成费马最后定理证明形式化的同一周,我的邮箱里收到了一篇题为《球面 Hadwiger 定理》的预印本。球面 Hadwiger 猜想自 1974 年左右悬而未决,是积分几何中冷门却重要的机制。这篇由湖南大学 Wang 与 Wu 撰写的预印本显然借助 AI 辅助证明了该猜想。文末免责声明写道:

在准备本手稿期间,使用了 OpenAI Codex 来辅助开发证明细节、识别漏洞与需澄清之处、组织与排版手稿,以及编辑英文。作者审核并验证了所有 AI 辅助的数学内容,提出修改建议,做出所有最终数学与编辑决定,并为手稿承担全部责任。

这段声明意味着 Codex 可能完成了原本需要研究级数学家的工作:开发证明细节、找补漏洞,甚至撰写论文。而且成稿非常精炼易读(对该领域研究者而言)。

我尚未完全验证证明,只用 Claude Fable 过了一遍,感觉靠谱,但完全消化需更多精力。这并非批评 Wang 与 Wu,论文看起来很棒,也遵循了 Leiden Declaration 的 AI 使用原则。

切身的里程碑

对我而言,球面 Hadwiger 定理的证明切身相关。我读研时尝试证明过,今年初还用 AI 半心半意试过一次。它不是抢头条的公式,却也没能幸免。

我本不该惊讶。GPT-4 发布时,OpenAI 有份报告谈 LLM 对劳动力的潜在冲击。数学家工作受 AI 干扰的暴露度在所有建模类别中最高;白皮书估计,跨三种劳工模型,数学家 100% 的工作都暴露于 LLM 之下,高于作家、翻译、艺术家和平面设计师。唯一区别是数学家感受到痛感稍晚。

若带点傲慢,可以说数学领域 LLM 主导来得晚是因为研究级数学最难。但我怀疑,延迟更多因为研究数学经济价值更小、训练数据更少。

想想古典音乐。社会并不像支持流行音乐家那样支持古典音乐家。古典音乐被制度化,作为遗产送进音乐学院。一小部分人认定保留演奏能力值得,遂投下少量资本:培养年轻人,在大城市雇最好的演奏家。

这模式能套用数学家吗?容易想象:欧几里得时代,数学主要是少数有缘人的智力追求。数学音乐学院能帮助数学繁荣,即便创造新结果不再难,理解和传达其意义仍难。

但纯数学早已在音乐学院里了,也就是学术界。大学之外,纯数学家职位稀少,成果只有少数人懂。既然硬结果很快都将由计算机证出,这还重要吗?

底线

值得支持人们继续从事如今被称为“研究数学”的文化事业。数学尤其纯数学,始终是沟通那些帮我们更深理解现实的故事。通过简化与抽象,我们看见隐藏结构:平行线不相交,球面各向同性,素数无穷。

但支持数学家的现行系统,如同诸多创意领域,亟需剧变以应对 AI 新现实。激励结构与 AI 带来的东西格格不入。这些工具让人更难判断复杂论证是否正确,更别提谁该得经费、终身教职与名望。摆在我们面前的选择是:当人类智力劳动根本比不过计算机,我们如何让人继续重要?当智能只受限于硅与电,我们是否仍愿支持一个有数学家的文化?我由衷希望如此。

评论

讨论焦点在于数学是否会如古典音乐般沦为机构供养的小众活动,多数意见认为类比牵强且数学家角色将转型而非消失,少数声音宣称AI已能代管数学发现与阅读。

认为原文章将数学类比古典音乐是牵强且前提错误

  • 数学并非仅关乎娱乐,且纯数学早已处于学院中,“进入音乐学院”之问本身奇怪;古典音乐实际获政府拨款等支持,并非被社会抛弃。(认可度:较多人)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 数学不只是娱乐,这个类比显得生硬(@pfdietz)

认为数学家的角色会因AI转变但绝不会消失

  • 总需有人决定计算资源投向、哪些定理值得投资、提出公理基础并验证AI产出;人类理解与沟通是数学核心,无人需要未被人类验证的数学。(认可度:高赞)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 没人愿看机器人互弈,也没人需要未经理人类验证的数学,人类理解才是数学要害(@chr15m)

认为AI将加速数学进展甚至自主完成发现与验证

  • 模型已能生成并审阅证明,节奏快过人脑;借助AI普通人也能构思并用数学支撑发明,相当于把物理说出口即成形。(认可度:少数人)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 正如预言,数学将由模型生成与阅读,进展不再受人类脑力束缚(@a2ff6eeb0)

认为社会对各领域艺术工作者的支持模式相似且古典并未断粮

  • 无论流行或古典音乐家皆靠教学、婚庆演出等兼职谋生,所谓音乐学院系统供养说不通;若把社会视作政府,其对古典的资助可能多于流行。(认可度:较多人)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 若将社会具象为政府,它通过拨款对交响乐等的支持恐怕多于流行音乐(@rayiner)

认为学科危机本质是“过程还是结果”的争论

  • 反AI艺术情绪多源于认定艺术是过程非结果;数学研究需求不减甚至加速,但方法在变;即便机器人表现更优,人们仍愿为真人表演付费。(认可度:较多人)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 去酒吧人们宁愿多花钱请真人弹唱,也不要更好听的点唱机(@pianopatrick)

认为当前AI连基本事实都不可靠,不能轻信

  • 有用户调侃AI连自行车螺栓尺寸都搞错,却正被指望推送数学进音乐学院,反映对底层事实可靠性的怀疑与社区幽默情绪。(认可度:少数人/玩笑)
  • 需要引用时,只用一句中文意译: > 人工智能连8毫米和10毫米扳手都分不清,竟忙着把数学推向音乐学院(@kazinator)

有价值的补充

  • 未来数学家或可提出不同公理基础(如 ZF、ZF+C 等),再用计算机推演后果(@kdavis)
  • 金属加工职业并未因工艺变革而消亡,只是工作形态不同且从业减少,数学亦将如此(@gpm)
  • 多数数学发现源于工程需求而非闲余智力追求,毕达哥拉斯式发现实为分账驱动(@whateverboat)
  • AI数学成果多出人类设定问题,若无人提问赏识,资本不会持续投入(@nxpnsv)