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OpenAI再公布三项重大科研突破,涉及数学、计算机科学和量子物理
鞭牛士 2026-10-27 16:21

10月27日消息,距离上一次集中发布数百份数学研究手稿还不到一个月,OpenAI再次公布了三项自称具有重大意义的科学发现,分别涉及数学、计算机科学和理论物理。

如果这些结果最终得到学术界确认,将可能对多个基础科学领域产生重要影响。但与此前直接批量公开AI生成证明的做法不同,这次OpenAI明显调整了发布策略。

公司开始邀请外部顶级科学家参与,对AI生成的研究成果进行检查、解释和验证。

不过,这种方式同样引发了争议。

此次公布的第一项成果来自数学领域,核心是欧几里得空间中波动方程的局部平滑问题。

OpenAI表示,其模型提出了一套证明方法,利用辅助偏微分方程,在所有不低于二维的空间中证明了Sogge局部平滑猜想。更重要的是,这项证明如果成立,还将进一步解决多个数学界长期关注的重要问题。其中包括Kakeya极大函数猜想、Kakeya维数猜想,以及Stein球面限制性估计在猜想范围内部的相关问题。

这些问题涉及调和分析、偏微分方程以及几何分析等多个数学研究领域。而Kakeya猜想则与几何空间中极其复杂的方向和维度问题有关。这些问题不仅具有理论意义,也与现代数学中的多个重要研究方向存在联系。

OpenAI表示,这次AI生成的证明覆盖所有不低于二维的空间维度。如果能够得到完整验证,其意义将远远超出解决某一个特定维度的问题。

值得注意的是,就在几个月前,纽约大学数学教授王虹还因为解决三维Kakeya猜想,获得了国际数学联盟颁发的菲尔兹奖。菲尔兹奖是国际数学界最重要的荣誉之一。

如今,OpenAI声称自己的模型已经将相关问题推进到所有空间维度,自然引发了广泛关注。

数学证明需要经过严格检查,确保每一步推导都成立。对于如此复杂的研究成果,最终验证可能需要相当长的时间。此次OpenAI没有选择先让少数专家完成解释,而是按照此前10月6日的做法,直接公开了模型生成的原始内容。

公司表示,这也是在外部数学顾问建议下采取的方案,希望全球研究人员能够共同检查和理解这些证明。

相比数学领域的成果,第二项发现可能更加具有颠覆性。

OpenAI宣布,其模型提出了一套算法和证明,声称可以推翻计算机科学中的指数时间假设,也就是ETH。这一假设最早于1999年提出,是理论计算机科学中的重要研究基础之一。它主要涉及计算机解决某些复杂问题时,究竟需要多少计算时间。

其中,3-SAT问题是一个非常典型的代表。简单来说,3-SAT涉及判断一组由逻辑条件构成的公式,是否存在能够让所有条件同时成立的变量赋值。随着问题规模增加,这类问题的计算难度可能迅速上升。指数时间假设认为,不存在能够以次指数时间解决一般3-SAT问题的算法。

这一假设虽然长期受到广泛认可,但至今并不是已经被证明的数学定理。大量理论计算机科学研究都以它作为推导复杂性下界的重要基础。

而OpenAI此次宣称,其模型找到了一种确定性算法,可以在次指数时间和多项式空间内,精确计算固定子句宽度CNF公式的满足赋值数量。

其中包含3-SAT问题的情况。如果这一算法和证明成立,就意味着ETH所依赖的核心判断是错误的。这将对理论计算机科学中的大量既有研究产生影响。因为许多复杂性结论,都建立在ETH成立的前提之上。

为了验证这项成果,OpenAI邀请了一组顶级计算机科学家参与审查。其中包括加州大学圣迭戈分校的Russell Impagliazzo和Ramamohan Paturi,以及麻省理工学院教授Ryan Williams。

值得关注的是,Impagliazzo和Paturi正是1999年最初提出指数时间假设的研究人员之一。这无疑让整个事件更具戏剧性。

OpenAI表示,这三位专家将牵头成立独立工作组,对AI生成的算法和证明展开研究。

在工作组要求下,OpenAI已经将相关研究材料和Lean形式化证明上传至GitHub,允许其他研究人员共同检查。Lean是一种能够辅助检查数学证明逻辑正确性的形式化工具。它可以通过计算机程序验证证明步骤是否符合既定逻辑规则。

不过,即便某项证明能够通过形式化检查,也仍然需要确认问题表述、形式化定义以及证明结论是否真正对应原本的科学命题。

这支专家工作组同时向计算机科学界发布了一封公开信,邀请更多研究人员参与讨论。他们希望借此探索,在AI开始批量生成重大科研成果的时代,学术界究竟应该建立怎样的新规则。

此次公布的第三项成果来自理论物理领域。

OpenAI表示,其模型提出了一项数学上严格的存在性证明,涉及四维空间中的某些相互作用量子场论。相关理论包含规范场和费米子,并涉及量子色动力学,也就是QCD,以及粒子物理标准模型的一种统一完备化方案。

量子色动力学是现代粒子物理学的重要理论基础,主要用于描述夸克之间的强相互作用。虽然相关理论已经在物理实验中取得大量成功,但要从严格数学角度证明某些四维相互作用量子场论的存在性,仍然是极其困难的问题。这也是数学物理领域长期关注的重要研究方向。

OpenAI此次声称取得的成果,如果最终得到验证,可能为相关理论提供新的数学基础。与数学和计算机科学成果不同,OpenAI目前尚未公开这项物理研究的全部内容。

公司表示,将由著名理论物理学家David Gross牵头,组织一个专家团队审查和解释相关成果。参与者还包括Michael Douglas、Arthur Jaffe、Igor Klebanov和Nikita Nekrasov等知名学者。

目前,这项物理成果仍有待进一步公开和独立检查。

此次发布最大的变化,其实不只是三项科学发现本身,而是OpenAI开始重新考虑AI科研成果应该如何进入学术界。不到一个月前,OpenAI曾集中公开数百份AI生成的数学研究手稿。

这一做法在数学界引发了强烈争议。部分研究人员认为,大量未经充分整理和解释的AI证明被一次性公开,会给学术界带来沉重的验证负担。

因为即便AI能够在很短时间内生成大量复杂证明,人类数学家仍然需要花费大量时间检查每一个关键步骤。如果证明存在错误,还需要找到问题所在,并判断是否能够修复。

为此,OpenAI开始引入一种外部专家引导机制。这些专家被称为Shepherds,可以理解为负责引导和推动研究成果验证的学术顾问。他们的主要工作不是替AI完成研究,而是帮助学术界理解、检查和解释AI生成的成果。

就在此次发布前一天,OpenAI组建的数学顾问小组AGMAI公开表达了不同意见。该小组建议,AI公司不应该采用让特定研究人员优先获得AI科研成果的做法。

原因主要有几个。首先是研究机会不平等。如果某些专家能够提前拿到AI生成的重要证明,就可能比其他研究人员更早开展后续研究。其次是学术声誉问题。当AI公司邀请知名数学家参与审查时,外界可能误以为这些专家已经认可相关成果。即便他们实际上只是负责检查和解释。

此外,由AI公司自行选择专家,也可能带来选择偏差和利益冲突。因此,顾问小组建议,未来AI实验室应该更加公开透明地发布研究成果。例如,将AI生成的内容上传至正规的学术资料平台,并尽可能提供Lean形式化证明。同时,还应披露研究问题是如何选择的、相关研究使用了哪些资源,以及是否存在潜在利益冲突。顾问小组还建议,AI公司应该为参与验证和解释这些成果的研究人员提供资金支持。因为检查复杂证明,本身就是需要投入大量时间和专业知识的重要科研工作。

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