昨晚,我9岁的儿子嘲弄妻子、复杂性理论家达纳·莫什科维茨(Dana Moshkovitz),说机器人解出了她毕生钻研的数学问题。儿子虽是小坏蛋,但没说错。无论你对此激动或沮丧,昨天都是数学史极重大日子之一。在OpenAI昨天发布的372项成果中,包括了苏巴什·科特(Subhash Khot)的唯一博弈猜想(Unique Games Conjecture, UGC)证明,这是我妻子自相识以来一直试图证明的命题。
正文
昨晚我9岁儿子嘲弄我妻子、复杂度理论家达娜·莫什科维茨,说:“妈妈,听说你被‘烤了’!听说‘机器人’解出了你干了一辈子的数学题!噗!”儿子虽熊,但没说错。昨天无疑是数学史最大日子之一。OpenAI在其顾问团(蒂莫西·高尔斯、爱德华·威滕等)建议下发布了372项巨大成果,其中包括对我妻子一直致力于证明的苏巴什·科特的“唯一游戏猜想(UGC)”的证明。UGC意味着一大批优化问题确实是NP-hard,即使只想要比半定规划松弛稍好的近似。
至少我们相当确信那是证明!有些结果附了Lean证书(不是全部)。但似乎人类还没看懂这些证明,理解竞赛刚开始。达娜昨晚发给我的短信节选:
感觉像致幻剂写出来的,很多不清不楚。大量引用前人工作却不解释为何能绕过不可能结果。
论文写得极差,没AI帮忙根本读不了。
我问Astra要噪声装置的合理完备性和可靠性声明,它从全文拼凑出来。
他们还有直接对UGC主要应用(最大割和所有CSP)的最优NP近似硬度证明,绕过了UGC。
UGC证明发明了完全新奇的怪异码加噪声测试,疯狂递归构造,不是长码短码,是外星疯狂。
我仍觉得可能有基于半空间码(很自然)的证明。
引用常无关且混乱。
可能的未来是:如果你有视觉/创意想法,AI能帮验证实现,数学世界天堂般。
当然我们要向外星人学很多。
达娜的情绪可能是所有情绪交织:核心职业抱负被机器人拿下,但有两个缓和因素。一是UGC终究为真,她从未怀疑过(许多同事曾怀疑);二是数学、理论计算机科学、数学物理中所有关心明确问题的人现在都同舟共济。
除唯一游戏猜想,未来几周我最关注的宝藏抽样:
- L=BPL(概率对数空间和确定对数空间相同),去随机化大猜想之一。
- 傅里叶变换和整数乘法时间短于O(n log n),打破1960年代壁垒。新时间约O(n log^{0.999...} n)。
- 酉合成问题的正解:2007年我和Kuperberg提出,对任意n量子比特酉变换U,存在经典预言A使U可在量子多项式时间实现。出乎多数预期,但论文没给高效构造A的方法。
- 奇偶性不在QAC0,自1999年量子复杂度大疑问。
- 全布尔函数随机与量子查询复杂度近4次方分离,我自1998年偏爱的问题,终告解决。
- 敏感性与块敏感性超二次分离。
- 2D能隙哈密顿量的面积定律,哈密顿复杂度主开放问题。
- 矩阵乘法O(n^{9/4})时间,有理指数,方法迥异。
- 永久的行列式复杂度Ω(n^3)下界,改进此前二次。
- 随机多项式时间算法近似计数一般图完美匹配数,及随机近线性时间找最大匹配。
- 有理数上多项式方程不可计算(希尔伯特第十问题),可计算性理论最大开放问题(整数上1970年代证伪)。
任一单独可成某领域年度结果。还有遗漏如黎曼假设、Hodge猜想、BSD猜想进展(多数千禧年问题)。安慰:列表缺P≠NP等,说明最难题确实难。
OpenAI发布前一天(周一晚),Virginia Williams和Josh Alman贴arXiv预印本,解决3SUM问题O(n^{1.9992})和全对最短路径O(n^{2.9995}),反驳半世纪猜想。关键想法来自Anthropic模型,非OpenAI。Anthropic让两位人类写消化版并补偿。两种交流模型:OpenAI式(人类竞赛消化乱证明),Anthropic式(私企挑人选人类使者)。问大家怎么看。
产生奇迹的AI模型不是定制万代理烧钱那种,而是OpenAI最新内部模型,可能几月后给ChatGPT付费用户(取决于安全委员会)。平均每个问题约3小时GPT-Pro计算。他们试了约8000问题,单次3小时尝试后解决约5%长期开放问题。
CS理论界响应:Simons研究所、UT奥斯汀等地研究者涌读稿件弄懂并讲解。比喻:狩猎采集者雨林旁突建度假酒店,改带游客探险。Quanta杂志Jordana Cepelewitz另比喻:传送到雾中山顶,无装备,造机器者说机器比人探得好。我们可借机器清雾找路,挑战是培养仍在意登山探险的社区(我们仍有彼此)。
即便现在仍有人居高临下说这些不真不算数。若他们能被经验世界打动,早几年就更新了。他们会说可能是AI渣,或372问题非真数学只是竞赛题,或整个数学四千年的学科该扔。真正人类创意圣殿未破。若你仍信此沉船世界观,建议读昨天另一大贡献:Scott Alexander给Steven Pinker公开信。我引荐过他俩。Scott向Steve挑战决斗。Steve是我知识英雄也是Scott的,我发现Scott文章是读过最毁灭性反驳,结论对:AI风险上Pinker应接受更“Pinkerite”认识论。
昨晚我没读论文而是陪孩子看《终结者2》。
评论
多数人质疑 AI 批量生成的数学证明缺乏真理解与可验证性,少数人主张将其作为不可逆转的新工具加以利用。
认为 AI 证明只是统计暴力与微小改进,无真正数学理解
- 代理本质是在统计引导下的暴力搜索,未带来任何理解且可能伤害领域;也有意见指出其证明仅将复杂度常数稍作优化,像机器为破纪录做最小努力。(认可度:较多人)
- 引用: > 智能体基本是在做统计引导的暴力破解,产出的东西没有价值,因为它没有带来任何理解,而且很可能损害这个领域。(@matt3210)
主张数学家应借助 AI 理解、解释并推进结果而非旁观
- 既然模型已存在就无法回头,应让数学家用 AI 检查、写出更清晰的语言并进一步探索;若只丢出无法读懂的发现而人类不参与,数学将过时。有观点认为应开放模型给学界而非垄断,且学术评价将转向理解力测试。(认可度:较多人)
- 引用: > 明显的答案是让数学家使用 AI 来帮助理解、检查和解释结果,并写出更易懂的新作,任何不这么做的人会被抛下。(@OutOfHere)
质疑证明未经人类核实且原讨论存在鼓吹偏见
- 无人理解这些证明,Lean 代码可能本身公式化错误;原博主被指拉拢 AI 鼓吹机构并预设稻草人,社区里也有大量否认者固执己见,要求见到可学习的东西才认账。(认可度:较多人)
- 引用: > 既然似乎还没有人类理解这些证明,是否有人验证过,还是仅仅因为 Lean 代码通过就假定为真?(@an0malous)
指出 AI 生成论文混乱如迷幻呓语,反而需 AI 才能读懂
- 论文充斥名词堆砌而不解释如何绕过不可能结果,写得极差,就像读别人能跑通但混乱的代码,必须靠 AI 辅助解析。(认可度:少数人)
有价值的补充
- 登山者被传送到雾山山顶的比喻精当:传送器既已存在,便该用来探索更多山峰,无法回到无 AI 的世界。(@GMoromisato)
- 真实儿童的嘲讽语气比 AI 生成的千禧风味嘲笑更自然,信任语言漂移是最好的 AI 检测器。(@nostrademons)
- 此情境恰如 Ted Chiang 早年小说所写人类面对“外星”式超智科学,推荐阅读《人类科学之演进》。(@ajjenkins)
- 源于科学的 AI 反噬科学本身,构成讽刺循环。(@zkmon)
拜托,数学末日来了,事情已经够难了。(@tkdb)