新智元
整合编辑:太平洋科技
发布于:2026-09-21 17:40
2026年9月,新智元报道,AI系统GPT-6 Astra团队在全球数学界宣布,Astra无条件证明了哥德巴赫猜想的刘维尔弱形式,突破了需依赖广义黎曼猜想的限制,其证明已通过Lean 4形式化验证。此次成果展示了AI在高端数学推理领域的新能力,虽非完全解决原猜想,但为数学和AI融合树立里程碑。
|
数学界重大突破! 就在最近,GPT-6 Astra又在哥德巴赫猜想上取得新进展了。 网友Captain Sude宣布:Astra已成功证明了关于刘维尔函数的一项类哥德巴赫猜想!
具体来说,它无条件证明了哥德巴赫猜想的Liouville弱形式。 并且,这个证明现在已经通过了Lean 4的形式化验证。 摘不下的明珠 在这之前,哥德巴赫猜想这个幽灵,已经折磨了人类数学家近三个世纪。 为了它,无数人耗尽心血。从哈代、李特尔伍德,到陈景润证明「1+2」,人类始终无法皇冠上的明珠——「1+1」。
既然死磕行不通,数学家们脑洞大开,搞出一套「替身文学」——刘维尔版本的哥德巴赫猜想。 为了模拟素数,数学家们引入了一个奇妙的工具:刘维尔函数。 它的规则就像一个只认「单双数」的开关:如果一个数包含的质数块个数是偶数,那么λ(n)=1。 如果包含的质数块个数是奇数,那么λ(n)=-1。 所有的纯质数(比如2, 3, 5, 7, 11),它们的刘维尔函数值绝对都是 -1!然而,反过来并不成立,比如8、12的λ值也是 -1。 对于每一个大于2的偶数N,是否总能找到两个正整数 a和b,使得 N=a+b,并且 λ(a)=λ(b)=?1。
但现在,数学家们放宽了条件:加数不一定非得是纯素数,只要它的质因子个数是奇数就行! 黎曼阴影下的突围:AI给出惊天两页纸 既然放宽了条件,应该很容易证明吧?结果,它依然难得令人发指! 问题的核心在于,数学家想要研究这种正负交替的符号在加法组合下,会不会像抛硬币一样互相抵消,从而揭示隐藏在加法底下的深层秩序。这关乎打通数学中「乘法积木」与「加法组合」的桥梁。 直到2024年,数学家 Alexander P. Mangerel 终于有了突破。在一篇论文中,他证明了:对于所有足够大的偶数,这个猜想是成立的。
链接:https://arxiv.org/abs/2404.12117 1.「足够大」:意味着它不包括那些比较小的偶数。 2.「GRH」:他的证明严重依赖于广义黎曼猜想。也就是说,只有在广义黎曼猜想成立的前提下,他的结论才成立。 而这一次,Astra 和 Captain Sude 的团队,直接把这两个枷锁突破了! 一开始,Astra丢出了一份仅仅只有2页纸的PDF。
无需广义黎曼猜想,可以无条件证明:所有能被4整除的正整数,都可以表示为两个刘维尔值为-1的正整数之和! 在PDF中,Astra巧妙地利用了Mangerel论文中的一个「无条件相关性界限」,结合了一个极其精妙的下降法。 定理的核心逻辑,是用反证法:假设存在一个奇数 m(不被3整除),并且在4m这个规模下,没有任何一对和为4m的数字的刘维尔值都是 -1。
接下来,Astra开始步步紧逼。 1.因为乘以4不会改变刘维尔值,所以m本身也不能被拆成两个负号的数。 2.因为乘以2会翻转刘维尔值(多了一个质因子2),所以 2m 不能被拆成两个正号的数。 3.接着,AI通过构造 a+b=m 且 λ(a)=λ(b)=1的情况,并选取差值 b?a 最小的一对,利用它们与 3的整除关系,强行推导出了一个矛盾! 它发现,如果你假设 4m没有这样的拆分,那么通过乘法与加法的交错逼近,最终会在局部迫使所有的数字都带有相反的符号,这直接违背了Mangerel之前证明的界限。 就这样,仅仅用初等的代数推导(甚至高中生都能看懂推导过程),Astra就这样发现了无条件成立的情况。 48小时,彻底终结全偶数域 而且,还没结束。
据项目作者 Captain Sude 透露,Astra 在第一天证明了「4的倍数」情形后,第二天,它又找到了一条全新的初等证明路线,直接把结果推广到了全部大于2的偶数! 这一次,它给出这个核心主张:
其中,没有任何「充分大」的限制,没有有限例外集,所有偶数,无条件成立! 而它的证明思路,更是让人拍案叫绝。 它并没有使用暴力穷举,也没有靠把以前的解析估计压缩得更紧,而是玩了一步漂亮的「结构转化」。 AI的逻辑链条如下。 第一步:寻找替罪羊。 AI先证明,对于每一个大于3的素数p ,都存在正整数u,v,使得2p=u+v,并且它们的刘维尔值都是1。如果不成立会怎样?这就构成了「加法符号模式的缺失」。 第二步:逼迫现出原形。 把刘维尔函数延拓到有限域Fp上,定义一个函数G。因为前面的「加法分解不存在」,这个函数G在局部被逼出了乘法对称性缺陷(Defects)。 第三步:完美的交换律。 这是证明中最惊艳的一笔!因为乘以 -2 再乘以 -3,和乘以 -3 再乘以 -2 是一样的。AI利用这个「可交换」的性质,让两条路径互相抵消,最终把所有的非零缺陷全部消灭! 第四步:向全局传染。 利用一个下降引理,把局部成立的乘法规则,像病毒一样传播到整个有限域,强迫函数G变成一个全局严格的乘法对象。 第五步:致命一击(二次剩余制造矛盾)。 既然G变成了严格的乘法函数,那么任何数的平方,其G值必须是 1。然而,根据二次互反律,能在有限域内找到一个素数?,它明明是个「平方数」,但因为它是素数,它本身的刘维尔值又必须是 -1。 这条把加法阻碍转化为乘法刚性的论证路线,简直太优雅了,体现了高度抽象和直觉的顶级思维。
已通过Lean 4形式化验证 这一次,Astra还同时提交了Lean 4的完整形式化验证。 通过Lean 4验证,就意味着逻辑上绝对正确。 知乎上UP主@SUNNY99 立马对 Astra 开源的 v1.0.0 版本进行了独立复核。结果令人震撼:Lean 证明可以完美重新编译! 其中,最终定理与论文主张完全一致。代码里没有任何「sorry」(在Lean中代表未填补的坑)、没有乱造的自定义数学公理、所有的公理依赖完全正常,249个偶数的数值冒烟测试全部通过。
看到这里,可能有些朋友会问:那这代表哥德巴赫猜想彻底被解决了吗? 我们必须严谨地说:还没有。 目前解决的,是哥德巴赫猜想的刘维尔弱化版本。 从「质因数个数为奇数的合数」跨越到「纯正的质数」,中间仍然隔着天堑。经典的哥德巴赫猜想,依然是那颗高高悬挂的果实。 但是,这绝不意味着这次突破不伟大。 首先,在纯数学意义上,它为整个数论搭起了一座打通「乘法积木」与「加法组合」的宏伟桥梁。 这可能就是未来攻克原版哥德巴赫猜想的核心钥匙。 其次,在AI意义上,这是一个历史性的奇点时刻。 一直以来,我们认为AI擅长的是海量记忆和暴力计算,比如下围棋、算蛋白质折叠。但这一次,Astra 展现出了惊人的数学直觉和品味。 它像一位极具天赋数学家,写出一篇让人类数学家直呼优雅的证明。
本文来源:新智元 |
IT百科
网友评论
甄选好物


