一次公布三项,且都指向「老大难」
当地时间 10 月 26 日,OpenAI 在其官方渠道一次性公布三项科学成果,分别落在计算机科学、数学与物理学三个方向。公司强调,这些结果由内部模型独立发现并给出证明,而不只是辅助人类研究。三项里最刺眼的是计算机科学方向:模型证伪了「指数时间假设」(Exponential Time Hypothesis,简称 ETH)——一个自 2001 年起被广泛接受、并被数百篇论文用作「某类问题必然难解」前提的猜想。
ETH 关注的是布尔可满足性问题(SAT)在规模增大时到底有多难。它的字面含义是:找不到比穷举更快的算法来判定一大类组合问题。研究者长期用 ETH 去推导图论、计算生物学、数据库等领域「这类问题不可能被快速求解」的结论。OpenAI 称模型在 10 月 16 日找到了反例式的不可能性证明,次日用 Lean 形式化验证工具完成了机器核验,并把自然语言证明与 Lean 证明一并公开在 GitHub。
计算机科学:ETH 倒下意味着什么
如果 ETH 真的被推翻,受影响的不只是理论计算机科学的教科书——大量以「ETH 成立」为出发点的下界证明,都要被重新审视。OpenAI 没有把背书留给自己:它请来了 ETH 的两位提出者 Russell Impagliazzo、Ramamohan Paturi(与 Francis Zane 共同提出)以及 MIT 的 Ryan Williams 领衔独立核验。三人在公开信里把话挑明:参与不等于认证,这种量级的结论需要谨慎的独立审查;他们未签保密协议、不取酬,并要求 OpenAI 公开全部原始数据、资助一场学术会议,OpenAI 予以同意。
值得留意的是机制设计本身。发现属于模型,背书属于人类——而且背书者有权说不。这与过去「实验室单方面宣布突破」的叙事不同,OpenAI 把验证权外交给提出者本人,并承诺资助社区复核。无论结论最终是否成立,这套「牧羊人」机制都值得记录:当 AI 产出逼近科学前沿,「谁来验证」会比「模型多强」更值钱。
数学:局部平滑猜想与 Kakeya 难题
数学方向的成果是:模型证明了「局部平滑猜想」(Local Smoothing Conjecture,Sogge 于 1991 年提出)在任意维度成立,并由此一并解决了 Kakeya 猜想与 Stein 限制猜想。局部平滑猜想研究波等波动现象的能量能在多大程度上持续集中;Kakeya 猜想则问一根针在有限空间内转向所有方向所需的最小体积;Stein 限制猜想关乎更复杂波动规律的数学结构。
OpenAI 称模型在 10 月 18 日给出输出、19 日完成 Lean 形式化。此前的进展是:二维情形于 2019 年被证明,三维 Kakeya 猜想于 2025 年由 Wang 与 Zahl 解决。也就是说,模型把已知边界从低维推向了「全维度」,这一步的跨度让外界无法轻易忽视。Lean 证明与手写说明同样公开,供研究者自行检验。
物理学:四维量子场论与千禧年难题
物理学方向最为大胆:OpenAI 称其模型给出了四维相互作用量子场论(含量子色动力学 QCD 与统一标准模型框架)的严格数学存在性证明,其中包含「纯杨–米尔斯理论存在性」——这正是克莱数学研究所「千禧年大奖难题」之一(与 Navier–Stokes 并列)的子问题。公司给出的时间线是:杨–米尔斯存在性证明 9 月 9 日完成、QCD 9 月 18 日、杨–米尔斯存在性的 Lean 形式化于 10 月 16 日完成。
与计算机、数学两项不同,物理学成果没有把 AI 生成材料一次性公开。OpenAI 表示由 2004 年诺贝尔物理学奖得主 David Gross 领衔,成员包括 Michael Douglas、Arthur Jaffe、Igor Klebanov、Nikita Nekrasov 的小组负责审查;该小组选择暂不公开 AI 产出物,自行撰写论文。这种「先审后发」的克制,反而凸显了物理学结论的敏感与难度。
验证机制:让发现归模型,背书归人类
把三项放在一起看,最值得记下的不是某一条结论,而是 OpenAI 设计的验证结构。计算机方向由猜想提出者亲自挂帅复核;数学方向公开证明供社区自由检验;物理方向由诺奖得主小组把关但暂扣材料。数学与 AI 顾问组(成员含 Timothy Gowers、Martin Hairer、Edward Witten)则公开建议:企业不应指定少数数学家「先睹为快」,因为这会造成信息不对称、削弱研究者的主体性与信用。
这里有个关键技术细节:Lean 只确认「形式化证明能从形式化命题推出」,并不保证「形式化命题等同于你我在论文里写的那个猜想」。OpenAI 早前 9 月那批 Navier–Stokes 成果,就曾被剑桥与伦敦国王学院的研究者指出其 Lean 形式化与手写证明并不吻合。换言之,形式化验证是必要非充分条件,命题「翻译」是否忠实的裁量权,仍握在人类手里。
冷静看:里程碑,还是又一次抢跑
必须清醒:截至公布日,三项成果均「仍待学界独立确认」。外部反应里最尖锐的一条来自数学与 AI 顾问组——他们直言尚无科学理由继续延迟物理学材料的公开。Lean 验证覆盖了 ETH 与局部平滑两项,但物理学材料的完整性尚未对外披露,独立复现更无从谈起。
把视野拉长,这并非 OpenAI 头一回把数学成果推到聚光灯下。此前它曾一次性公开数百篇 AI 生成数学手稿,也经历过撤回与争议;9 月那轮「以推文做数学」更被数学家批评为仓促。本轮它明显吸取了教训——把外部学者的「发布权、解释权、甚至暂不发布权」交了出去。无论最终是被证伪还是被确认,这种「发现与背书分离」的做法,都可能成为大模型参与科学发现的新常态。对读者而言,此刻最稳妥的判断是:这是一次值得高度关注的模型能力跃迁信号,但还不是可以写进教科书的定论。