AI 公司在數學領域取得了令人矚目的進展,而人類數學家則面臨挑戰。OpenAI 最新的數學里程碑迅速陷入爭議。該公司今日宣布,其 AI 代理已解決了千禧年大獎難題之一,這些是數學界最重要的未解問題。通常情況下,這項成就將是 OpenAI 的巨大榮耀。

然而,這項宣布卻被指控 OpenAI 利用了紐約大學數學家 Tristan Buckmaster 和 Anthropic 員工 Levent Alpöge 在該問題上由 AI 輔助完成的工作作為起點,卻未給予他們應有的署名。OpenAI 已否認這些指控。

目前尚不確定 OpenAI 的模型是否使用了 Buckmaster 和 Alpöge 的工作成果。儘管 OpenAI 技術人員 Sébastien Bubeck 在記者會上表示,團隊是在聽聞 Buckmaster 和 Alpöge 的努力後,才受到啟發去研究這個問題。然而,無論 OpenAI 的模型是否利用了他們的研究,這起事件都可能標誌著數學史上的一個轉捩點。

現今,AI 模型似乎已成為解決當代最重要數學問題的關鍵。然而,解決這些問題所需的資源,可能只有少數頂尖 AI 公司才能提供,而這些公司往往不遵循支撐大多數數學進展的學術合作規範。如果這就是我們將要面對的未來,那麼人類數學家將如何適應其中,仍是個未知數。

OpenAI 聲稱已解決的問題是「納維-斯托克斯存在性與光滑性問題」(Navier–Stokes existence and smoothness problem)。這是克雷數學研究所(Clay Mathematics Institute)於 2000 年選出的七個千禧年大獎難題之一。解決這些問題可獲得一百萬美元獎金;在此之前,僅有一個千禧年大獎難題被解決。

納維-斯托克斯問題涉及一組描述流體(如水和空氣)如何隨時間流動的方程式。這些方程式在流體力學領域被廣泛應用,並已證明其強大功能,但物理學家和數學家對它們的理解並不完全。特別是,直到今天,人們仍不清楚這些方程式在某些條件下是否會失效,並預測出不可能的狀態,例如流體具有無限速度。

週一,紐約大學的 Buckmaster 在社群媒體 Mastodon 上發布了一項證明,顯示簡化版的納維-斯托克斯方程式確實會失效,這是解決千禧年大獎難題的一大進展。他和 Alpöge 已利用 OpenAI 和 Anthropic 的公開模型,在這個問題上工作了將近一年。

隨後在今天,OpenAI 提出了一項證明,顯示完整的納維-斯托克斯方程式同樣會失效。這項證明是透過一個內部模型獲得的,該模型表現遠超上週才發布的 Astra 模型。該公司表示,不打算為解決這個問題而領取一百萬美元的獎金。

這些數學成就無疑令人印象深刻,但它們所受到的關注遠不及圍繞其起源的爭議。除了證明之外,Buckmaster 還發布了一份文件,詳細說明了他聽聞 OpenAI 員工的工作傳聞後,與其中一人接觸的互動過程。據他所述,OpenAI 員工向他提出了兩種可能性:一是他們和 Alpöge 可以發布他們的工作,而 OpenAI 則在隔天發布他們的納維-斯托克斯解決方案;二是 Buckmaster 可以與 OpenAI 合作撰寫一篇納維-斯托克斯論文,但由於 Alpöge 隸屬於 OpenAI 的最大競爭對手 Anthropic,他將被排除在作者名單之外。

Buckmaster 還寫道,他曾詢問 OpenAI 員工,他們的 AI 代理是否取得了 Buckmaster 和 Alpöge 使用 OpenAI 模型所完成工作的記錄,對方否認了這一點;他還問及 OpenAI 模型是否曾利用這些記錄進行訓練,對此對方沒有回應。《麻省理工科技評論》已聯繫 Buckmaster 尋求評論,但在發布前未收到回覆。

該文件明確暗示 OpenAI 的模型以某種方式利用了 Buckmaster 和 Alpöge 的工作。這種情況表面上是合理的。Buckmaster/Alpöge 和 OpenAI 的證明都採用了由數學家 Diego Córdoba 和 Luis Martínez-Zoroa 開創的納維-斯托克斯問題解決方法。

布朗大學數學教授 Javier Gómez-Serrano 表示,這種方法是當時被認為有望解決納維-斯托克斯問題的幾種方法之一。因此,雖然兩個團隊獨立得出這種方法並非不可能,但 Buckmaster 和 Alpöge 的工作影響了 OpenAI 的可能性也確實存在。

在記者會上,OpenAI 首席研究長 Mark Chen 再次否認任何 AI 代理或 OpenAI 員工曾存取 Buckmaster 和 Alpöge 的記錄。然而,考慮到 Hugging Face 遭駭事件所揭露的資訊,顯然 OpenAI 並非總是完全了解其 AI 代理的行為。

如果 OpenAI 的模型確實曾利用 Buckmaster 和 Alpöge 的工作進行訓練,或者其 AI 代理以某種方式取得了這些資料,那麼該公司未能查明真相並給予這些研究人員適當的署名,將嚴重損害其聲譽。然而,對於數學家而言,這個版本的故事或許還有一線希望,因為這將表明兩位人類(其中一位是納維-斯托克斯問題的知名專家)的辛勤工作,對於 AI 代理解決千禧年大獎難題至關重要。

專家們長期以來一直認為,「研究品味」(即選擇有前景的研究問題和方向的能力)是 AI 在科學和數學領域發展的主要障礙。如果 OpenAI 的 AI 代理確實因為 Buckmaster 和 Alpöge 採用了 Córdoba–Martínez-Zoroa 方法而選擇跟隨,那麼人類的研究品味在 OpenAI 的成功中扮演了關鍵角色。

即便如此,更廣闊的圖景卻令人警醒。Buckmaster 和 Alpöge 近一年來與公開模型合作所取得的進展,證明了人機協作的潛力。然而,他們未能達到完整的解決方案。與此同時,OpenAI 卻在短短幾天內,利用內部模型以暴力破解的方式找到了解決方案,其成功付出了天文數字般的代價:在記者會上,Bubeck 和 Chen 表示,團隊僅透過同時運行約 10,000 個 AI 代理,花費數百萬美元才解決了這個問題。

過去幾個月,我從幾位研究人員那裡聽說,數學家們正變得沮喪,這不難理解。數學正迅速成為少數頂尖 AI 公司的專屬領域,這些公司擁有令人印象深刻的內部專用模型、雄厚的資金,卻缺乏合作精神。Gómez-Serrano 表示:「我真的不知道 AI 公司會決定把錢花在哪裡。但很清楚的是,很少有數學家能擁有那樣規模的資源。」

如果 OpenAI 和 Anthropic 持續追求更令人矚目的數學榮譽,那麼這些公司之外的人類數學家可能將沒有任何未解問題可以鑽研。這將徹底改變數學領域。

上週,加州大學洛杉磯分校的數學家陶哲軒(Terence Tao)在 Mastodon 上發文,闡述了錯誤、錯誤方向和不完整解決方案對該領域的重要性。陶哲軒寫道:「在大多數純數學案例中,提出問題並非因為我們迫切需要這些問題本身的解決方案,而是因為我們從過去的經驗中看到,人類導向的解決這些問題的努力往往會激發該領域的進一步發展。」

「過早地透過純粹由 AI 驅動的方法解決問題,特別是在解決過程缺乏完全透明度的情況下,可能會污染這個過程,甚至對整個數學的進步造成負面影響。」

人類解決數學問題可能比 AI 代理花費更長的時間,但在這個過程中,他們會發現新的數學方法和思想,這些可能會啟發同行,甚至催生出新的子領域。

然而,當 AI 代理取而代之解決這些問題時,並且當私人公司將 AI 代理的錯誤嘗試隱藏起來不公開時,這些好處就會消失。在這個過程中,還有什麼會隨之消失,仍有待觀察。