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AI 资讯 · 亲爱的数据

Lex Fridman播客探讨AI冲击下数学家的价值

更新 2026-10-27亲爱的数据正文 8192字阅读约 26分钟3 张图片
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Lex Fridman这期拆成了13个主题。嘉宾有三位:

华盛顿大学研究流体力学的Steven Brunton

MIT做理论计算机的Ankur Moitra

罗格斯大学研究数论和Lean的Alex Kontorovich。

视频讨论了纳维-斯托克斯方程,黎曼猜想和计算复杂性理论,起因是几周之内,AI 宣称接连拿下了这些领域里悬而未决的难题。

三位数学家从各自的专业出发拆解了几件事:这些成果到底有多大分量,AI 是在创造新思想还是在重组旧方法。当「解题」可以交给机器之后,数学家还剩下什么……

我看了视频感到很受打击,突破是真的,边界却参差。Moitra提到,据说AI被拿去试了数千个问题,成功率只有约一成,放出来的全是成功的那些。"解决数学题"和"理解数学"正在脱钩。门童谬误提醒我们,人的价值在于提出问题,发明概念和讲好故事。

而Navier-Stokes那句"百万美元的数学题和万亿美元的工程难题",最能说明数学上的突破不等于现实问题的解决。有趣的花絮是,Kontorovich周三刚说"至少三年",周五就被1300万行Lean打脸。反转来得太快,一周都没结束。

这里的教训不是专家不可信,而是此刻每个人都在实时更新自己的模型。面对不确定,保持好奇,学会真本事,珍惜人与人的连接。

Lex一开口就把这期定性为"紧急节目"。短短几周,机器宣称攻下了Navier-Stokes,准黎曼猜想,唯一博弈猜想和几百个其他结果。他请来三位数学家,自嘲这是一个"人脑组成的迷你多智能体集群",一起解读刚刚发生了什么。

AI引发的数学危机:从纳维-斯托克斯方程到黎曼猜想

一. 开场

Lex先道了个歉,说一上来就问感受不太专业,接着把问题抛给了Alex。

Kontorovich:我不太愿意叫它"危机",危机里有很多机会。几千年来,我们就像举着一支蜡烛在树林里走,只看得见眼前一小块。现在手里有了手电筒。

Lex没让他轻描淡写,翻出他在推特上的反应:"如果是人类做到的,当场就该拿菲尔兹奖。"他还补了一句,原话里大概还带着一句感叹词"holyshit"。

Moitra的心情要复杂一些。他说那晚成果发布并不完全意外,因为几周前圈子里就传开了,说他领域里最大的两个问题,唯一博弈猜想和RL=L,都在那批成果里。

Moitra:AI就像一位随时待命的世界级专家,用我自己的语言给我讲别的领域,这很棒。可我也越来越不知道该让学生和博士后做什么题才能出名。我很兴奋,但在智识上也比以前更孤独了。

随即,Lex读了陶哲轩的一段话:研究生和博士后多年耐心,刻意放慢的研究,被这样一次发布轻易打乱,他对此感到"惊恐"。

看上去,Brunton是三人里最乐观的一位。他说:我是工程师,关心的是人工心脏和飞机。我们解决实际问题的能力会好得多。至于人的意义,本来就不在成名或拿菲尔兹奖,而在好奇,帮助别人,想弄懂这个世界。

二. AI会"解决"数学,还是"杀死"数学?

Lex请大家为两种未来各自做最强论证。Kontorovich先把"解决数学"和"毁掉数学"拆成两件事,然后讲了国际象棋的故事。

Kontorovich:象棋引擎刚出来那几年,流行过人机合作下棋。后来引擎太强,人能做的只剩"接受第一步,接受第一步",没意思了,现在也没人下了。

他和同事把这个论证"公理化",提出了一条"solved公理":凡是人机协作能解的题,AI单独也能解。

不过,他后来特意澄清,自己并不相信我们已经到了那一步:"我能证明一个定理,却不明白为什么这个证明成立,那就还没完。"

Moitra提醒大家,别只盯着一个目标函数。他讲起住在纽约时,常和楼里的门童聊天。如果把门童的工作简化成"开门",你会以为装个感应门就能取代他。这就是"门童谬误"。

数学家也一样,证明猜想只是深度思考的副产品,我们还在建立新理论,发明新概念。

Lex当场用Perplexity查了一下门童到底做什么,读到"彰显品牌价值"这一条。Moitra笑着接话:"那我跟门童的共同点可太多了,我不彰显品牌价值,还真不知道自己在干嘛。"

Kontorovich:直到五秒钟前,"能解深刻的新定理"和我们真正想要的"美,理解,深度"几乎完全挂钩。现在按个按钮就能出定理,这两者脱钩了。

Brunton:比回答问题更早一步的,是提出对的问题。

Moitra:完全同意。我只想补一句:提出对的问题,本身就需要大量数学洞察,别小看这一点。

三. 它是真有新思想,还是只在打转?

Lex问:AI是不是只是把几千篇论文里的线头串在了一起?

Kontorovich:那700篇我没全看。以准黎曼猜想为例,它用的每一步都是人类已知的招数,但那条长长的推理链看下来真让人惊叹:"天哪,太美了,你是怎么想到的?"

他打了个比方:把人类已有的想法看成一个气球,气球内部就是"凸包",也就是已知方法的各种组合。

有人说AI的成果都在气球里,他觉得这种说法也不算错。他还提到,二十年前就有人往这个方向想过,两年前三次theta函数和三次高斯和又有了突破,AI走的正是这条路,"不少人现在肯定在懊恼"。

Moitra:气球的关键在边界。说它带贬义,是因为边界看上去没动。可单单知道一个结论成立,就足以改变整个领域。

他举了一个最好懂的例子。

这个例子不在OpenAI那批成果里,是Anthropic的结果,由他的同事Virginia Vassilevska Williams和Josh Alman整理成文:面试常考的3SUM问题,原来可以比所有人以为的解得更快。细粒度复杂性理论有一整套"如果它很难,那么这些问题也都难"的推论,地基一下子就松了。

Kontorovich顺势设想了一个场景:要是那700个结果里有一个是"多项式时间分解大数",信用卡就用不了了,电子商务和加密通信全都完蛋。

Brunton的态度更正面:即便AI只是在人类知识内部插值,能拨开迷雾,给数学家装上雷达,看清地平线那头有什么,已经很了不起,不该当成贬低。

Kontorovich还是坚持一点:人类偶尔会引入全新的定义,那种感觉像是长出了一个新的边界点,和重新组合旧想法是两回事。

四. 期刊,arXiv,那1300万行Lean

Lex拿开源社区做类比:维护者被如潮水般的合并请求压垮了。Kontorovich说,数学期刊在AI之前就已经不堪重负。

Kontorovich:我们求真的方式本来就是刻意放慢的。佩雷尔曼把证明挂上arXiv之后,跑遍世界去讲三小时的即兴报告,可能一小时讲自己的思路,剩下两小时是别人问"第247页,引理412,我没看懂"。

Moitra则主张"别浪费一场好危机":论文不必是作者独占的定稿,AI证明也可以由社区一起协作验证。被问到"引理57"时,他坦白自己"根本不记得",真正想讲的只是那个关键想法。

接着话题转到Lean,也就是让计算机逐行检查每一步逻辑的"交互式定理证明器"。

Kontorovich讲了这期最戏剧性的故事之一。

Kontorovich:我在普林斯顿数学系做了一场报告,详细讲了Lean和Mathlib(Lean的公共数学库),还讲AI只要离库里已有的内容远出三四步就会乱套:它为两个用途分别定义同一个对象,两套定义缝不到一起。

费马大定理离Mathlib太远了,Kevin Buzzard拿着百万美元经费,打算花五年完成。我觉得至少还要三年。报告是周三。

周五,Anthropic放出了1300万行代码,从公理出发,证明了费马大定理。我在报告里说的每一句都错了。

Lex:有多少人类参与?

Kontorovich:据我所知两三个人,主要工作是不停地说"继续"。

那个周五正好赶上劳动节,他带孩子去了海边,几天不看手机,"把孩子扔进海里玩"。他说,类似的心理冲击一个月前已经经历过一次。

他的结论是:自动形式化基本被解决了,只是AI写出来的东西到处是临时拼凑,离Mathlib那种"规范"质量还很远。

Moitra最后补了一个他很在意的观点:数学不是"定理越涨越高的潮水"。和好问题搏斗时,问题也会反过来跟你搏斗,你正是在这个过程中学到东西。

五. 黎曼猜想:从威士忌到7/8

Kontorovich:黎曼发现了一件很疯狂的事:一个输入和输出都是复数的函数,竟然掌管着素数的分布。

你可以这样想:麦克风把我的声音拆成一串数字,扬声器再把它还原。ζ函数对素数做的就是这件事。

Lex问他看到成果那一刻在做什么。

Kontorovich:我在纽约国家数学博物馆的晚宴上,一手拿着威士忌,一边和人寒暄,一边不停刷新页面,因为我知道美东时间六点左右会发布。

当时正和一位记者闲聊,猜会放出三四百个结果,后来知道是700个。然后我看到了:准黎曼猜想?我完全没法处理这个信息。

他接着解释了这项成果的分量:黎曼猜想说的是ζ函数的非平凡零点全都在实部为1/2的直线上。

过去我们只知道,贴着实部为1的直线有一条越来越细的无零点带子,七十年没动过。他原本最多期待这条带子变厚一点。

AI却直接给出了一整条无穷竖直带:实部在7/8和1之间没有零点。另一份证明做到大约11/12。

Kontorovich:但这个方法本质上推不到1/2。要证完整的黎曼猜想,还需要新的想法。

Moitra插进来讲了一个小故事:1950年代有位数学家写过一部剧,冯·诺依曼死后上了天堂,问上帝黎曼猜想对不对。上帝说,零点都在1/2那条线上。冯·诺依曼并不满足,他想知道为什么。

Kontorovich:数学从来不是事实,而是"为什么"。只告诉我结论为真,对我的理解毫无贡献。

Brunton说素数迷人在于三岁小孩都能懂。

Kontorovich马上讲了自家儿子:两三岁时玩20块积木,能拼成4×5,也能拼成10×2,后来一块滚到沙发底下,剩19块,怎么也拼不成长方形,急得不行。

Brunton接了一句:"这到现在还让我难受。"

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六. Navier-Stokes:花样滑冰的涡旋

Lex提起Brunton讲过的那个让他爱上流体力学的"汤"的故事,然后问他Navier-Stokes方程为什么这么难。

Brunton:说到底,它就是流体版的F=ma,也就是动量守恒。单摆的方程很好写,再挂一个摆就复杂多了,而流体是无穷多个摆。方程写起来简单,要真正搞懂流体怎么动却极难。

Kontorovich问了一个物理学家式的问题:广义相对论的方程出现奇点,后来被证明对应真实的黑洞。那Navier-Stokes出现爆破,是会揭示水的什么新性质,还是只说明方程在原子尺度上失效?Brunton给的是"工程师的答案":这些方程在某个尺度上是极好的模型。

Brunton:最简单的爆破例子是dx/dt=x²,只要有平方项的反馈,解就会在有限时间内冲到无穷。问题在于黏性,也就是像蜂蜜那样的内部摩擦,是不是总能在爆破之前把它压住。

这次被证明的是Clay问题四个版本里带光滑外力的那一个。

Brunton:精心设计的外力抵消掉方程里的某些项,形成一个涡旋,它的半径越缩越小,就像花样滑冰运动员把手臂收回来转得越来越快,而且收缩的速率恰到好处,能量始终有限,速度却趋于无穷。这只可能发生在三维中。

Lex问这对工程意味着什么。

Brunton:日常的流体工程几乎完全没变,流体还是和一两个月前一样难模拟。我喜欢说一句俏皮话,我们解决了百万美元的数学题,可还有一个万亿美元的工程问题,就是怎么又快又准地预测流动,反过来设计外形。

他说真正的大谜题是湍流:大涡,中涡,小涡,每个尺度都有影响,就像达·芬奇画的那些水流。

气体有温度,压力,密度几个数就能描述,湍流却没有这样一组数。Lex问,答案会来自数学,还是让AI盯着流体看一阵?

Brunton:两者都要。所有伟大的物理突破之前,都先有一次坐标变换。用海量数据去找那个最简单的坐标,正适合AI。

七. 自然界怎么"算"

Moitra接过话头:自然界本来就能解哪些计算问题?

他引用了KamalJain的一句话:"我的笔记本算不出来的,市场也算不出来。"纳什均衡很难计算,这让人怀疑它是否真能解释人们实际怎么博弈。

Brunton举了昆虫的例子:昆虫没有流体力学博士学位,也不跑超算,却能在阵风和雨里稳稳地飞。

翅膀被风吹弯,肩部肌肉里的神经元就地完成计算并做出修正,比信号传到大脑再传回来还快。

Moitra是棒球迷,他记得一篇论文:外野手并不直线跑向落点,而是走一条略带弧度的路线,边跑边根据球的轨迹调整。

Moitra:自然找到的解往往很稳健。难的不是优化本身,而是一开始怎么把问题表述对。

休息前,Lex抛出一个他自己说是"飘了的想法":也许Navier-Stokes的奇点在穿越两个相连的黑洞时才会派上用场。他自嘲道,万一将来证明这是他唯一一次说对了呢。


八. 唯一博弈猜想:作者说他不会去读

Lex请Moitra讲唯一博弈猜想。

Moitra:先从SAT说起:给一堆"或"子句,比如"x1或非x3或x7",找一组真假赋值让它们全部成立。别人给你答案,你很容易检查;让你自己找,可能就很难。

接着他讲了1990年代上过《纽约时报》头版的PCP定理:证明可以写成一种格式,检查者只要随机抽查几个子句,就能以很高概率抓住撒谎的人。唯一博弈猜想是更强的版本,如果它成立,一大批问题"最好能近似到什么程度"就都有了定论。

他回忆起2010年代大家的看法反复摇摆,直到同事DorMinzer和IritDinur等人证明了较弱的2-to-1版本,"一声枪响震动全场"。

Moitra:说实话,我曾经站在怀疑者那边,因为它听起来好得不像真的。

最妙的是一个巧合:发布当天,他在纽约顺道去NYU拜访了提出这个猜想的Subhash Khot,随口问:"如果他们放出一个肯定的证明,你会去读吗?"Khot回答:"不会。"

Moitra担心的是,原本有望走通的人类路线会被放弃,大家失去热情。那晚在数学博物馆,正好有埃舍尔的画展开幕,他不断想起人们做数学的初衷,就是玩,就是认识世界。

Moitra:年轻人要问问自己:你的好奇心比聪明多,还是聪明比好奇心多?好奇心一定要排第一。


九. 数学家怎么思考,数学是发明还是发现

他们谈论,奥运冠军夺金后常会陷入低落。三十年前怀尔斯(证明费马大定理的人)的纪录片:他坐在书桌前,回忆顿悟的那一刻,说自己这辈子再也不会有那样的时刻,说着说着哽咽到讲不下去。

Kontorovich:按一下按钮就给你答案,你能得到那种感觉吗?绝对不能。

Moitra讲了自己带学生的办法:故意出偏离自己领域"一二十度"的题,让学生去读重要论文,再讲给他听,在这个过程中找到自己看问题的角度和新问题。

现在AI也能把一个领域用他的语言讲清楚,"少了那一层人的东西,有点伤感"。他还说,学生被AI浪潮和"以后还有没有工作"压得只敢想三到六个月以内的事。

Brunton:我会紧咬一个工程问题不放,但也要给自己留出用余光四处看的自由,生物,材料这些相邻领域的混乱和复杂,常常就是灵感的来源。

聊到"数学是发明还是发现",Brunton的回答是"两者都是":我们创造形式化工具,而它们出奇地有效,这本身就是奇迹。他说自己至今还在纠结整数到底存不存在。

Kontorovich接着补充:人类花了几千年才发现零;西方数学家接受负数,居然还在接受复数之后;微积分让人第一次认真面对无穷,到19世纪柯西和傅里叶证出互相矛盾的定理,"无穷"才被迫专业化,今天博士一年级的很多课程就是那场危机留下的。


十. PvsNP:最坏情况,就像用最坏结果来决定婚姻

Moitra:PvsNP大概最难撼动。我们甚至证明不了SAT需要比"把输入读一遍"更多的时间,尽管大家相信它需要指数级时间。

Lex打了个比方:复杂性理论里说的"难"是指最坏情况,这就像靠"最坏能发生什么"来决定要不要和一个人结婚,放在人际关系上恐怕不是好办法。

Moitra借秘书问题解释"在线算法":候选人一个个来,你必须当场决定录不录用,目标是尽量选到最好的那个。他又举了电脑缓存的例子:笔记本时时刻刻都在猜接下来要读哪些数据。他认为一个重要方向是弄清现实中的输入为什么不是最坏情况,这是一个"反问题",需要把世界粗粒度化,粗到刚刚好的程度。

Kontorovich补了一个例子:随机挑一个大数,分解它很容易,一半都是偶数。真正难的是两个大素数相乘得到的那种特殊数。

十一. LLM为什么好用:爱猫头鹰的模型

Lex再次深究深度学习为什么管用。Moitra坦言,现有理论里没有哪个界限能解释LLM,关键在于自然数据"很友好"。

Moitra:蛋白质折叠在最坏情况下是计算难题,可大自然天天在折。我的看法是,演化本身挑出了那些好折的蛋白,就像我们的语言也演化得让这些问题变容易了。

然后,他讲了一个让人背后发凉的实验:

Moitra:给模型A一个系统提示,说"你特别爱猫头鹰,一有机会就提猫头鹰",然后只让它输出一串数字。再用这些数字去微调模型B,结果B开始在每次对话里提猫头鹰。这叫"潜意识学习"。

他用自己的低秩模型解释:概念以向量的形式线性地嵌在模型内部,维度不够时这些向量并不完全正交,在一个方向上微调,就会对其他方向产生小小的外溢。

他把这比作小时候玩的通灵板(Ouijaboard):每个人的手都只是轻轻一推,合在一起,指针就拼出了字。

Lex作为主持人,把话题拉回来。

我们的文明很脆弱,这种隐藏的"猫头鹰"倾向必须弄懂。

Brunton给了一个两轴框架:一条轴是AI输出有多可信,另一条轴是错了代价有多大。"AI给出一个错误的证明,没有人会因此断电。"但高风险的领域必须有验证的防火墙。

十二. AI暂时解不了的问题,以及佩雷尔曼

Lex又问:未来一两年最不可能被解决的问题是什么?

Moitra:我还是押PvsNP。

就算P=NP,如果算法慢到不实用,也就影响有限。他引用《安娜·卡列尼娜》的开头:幸福的家庭都是相似的,不幸的家庭各有各的不幸。

他的担心是,许多问题其实比我们以为的容易,困难的实例却各有各的难。

Kontorovich:准黎曼猜想已经让我很震撼,但它不是黎曼猜想。

Lex又提起了佩雷尔曼,那位说"证明是对的,就是我需要的全部认可",拒绝了菲尔兹奖的人。

Kontorovich:我完全预测不了佩雷尔曼会怎么做。我没想到他会拒绝菲尔兹奖,也没想到他会拒绝百万美元的克雷奖。

他说奖项的意义在于表彰"我们认为重要的东西"。他现在天天和AI聊数学,学得比以前快得多。以前读不懂论文,得有人教你跳过开头,直接从引理3倒推;以后直接把论文丢给LLM问就行。

Lex的担忧更日常:初中作业开始变难的那个时候,孩子为什么还要自己做?Kontorovich回答,计算器出现几十年了,我们仍然教乘法表。

Kontorovich:孩子第一次学会系鞋带时有多开心?你会觉得不就是鞋带吗。不,那是世界上最棒的事。

最后给年轻人的建议

Kontorovich:对数学博士生,我的建议很简单:照旧,学你脑子能装下的最难,最抽象的数学。我还观察到,有的孩子把笔记丢给AI说"考考我",成绩好得多;有的说"作业一小时后交,直接告诉我答案",那就是另一回事了。

Brunton:超级智能并不意味着超级道德。还是要好奇,把线性代数,微积分这些基础学扎实,即使电脑算得比你好。

Lex补了一句:好奇心正在被注意力经济偷走,让你好奇的那台引擎,也正是让你停不下刷手机的那台。

轮到Moitra最后发言,他自己笑说"最后一个讲,好建议都被说完了"。

Moitra:我上大一时,拿小本子排四年课表,只为了大二能上光子学,其实根本不知道光子学是什么,只觉得听起来很酷。

现在的社会从高中起就教你优化AP和课外活动,进名校,为前沿实验室的面试翘课,拿股票……你每一关都赢了,那又怎样?Sanjeev Arora当年告诉我:"拿终身教职最简单的办法,就是假装已经拿到了,去做你一直想做的事。"

Lex坦言自己是在和三位"幸存者"对话,并把Moitra的话总结成面对恐惧的方法:想象你已经赢了,那个赢了的人现在会做什么?

最后,Brunton来收尾:我们做了大约三十年的实验,看机器能做多少事;现在机器能做的太多了,他希望我们会发现,自己其实更愿意和人一起做事。

Lex接着说,当AI让智能变得廉价,要知道,智能和那些谜题不过是锦上添花,真正重要的是生活本身,和生活里的人。

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文章标签学术研究

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