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为什么传奇的埃尔德什问题正被人工智能攻克

Hacker News 热门(buzzing.cc 中文翻译)Aioga 编辑团队2026-08-05T16:23:34.819Z热度 71

OpenAI 于 2026 年 5 月 20 日宣布,其内部 AI 模型对埃尔德什 1946 年提出的"单位距离"问题给出了反例,成为首个由 AI 模型完成的历史性重要证明;8...

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今日 AI 情报摘要

OpenAI 于 2026 年 5 月 20 日宣布,其内部 AI 模型对埃尔德什 1946 年提出的"单位距离"问题给出了反例,成为首个由 AI 模型完成的历史性重要证明;

8 月 1 日又宣布未发布模型 Astra 取得 10 项数学进展,其中解决了埃尔德什提出的另外 3 个问题。

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为什么传奇的埃尔德什问题正被人工智能攻克

2026年5月20日,OpenAI发布了一则震动数学界的公告。一个内部的人工智能模型——一个公众无法获得的模型——提出了“单位距离”问题的反例:https://openai.com/index/model-disproves-discrete-geometry-conjecture/,该猜想由多产且游历广泛的匈牙利数学家保罗·埃尔德什于1946年提出。

埃尔德什提出了成千上万个问题,但这个问题很特别:它既容易解释,又在数学上深奥。这是历史上第一个来自人工智能模型的重要证明。虽然该模型的结果尚不确定——人类数学家将在几周内大幅改进它——它具有创新性,从数学的一个遥远分支引入了想法,而以前没有人成功地将其应用于该问题。而且它具有影响力:几天内,相关技术被用于解决其他重要问题。

然后在8月1日,OpenAI宣布:https://openai.com/index/ten-advances-in-mathematics/ 一个尚未发布的名为Astra的模型取得了10项额外的数学进展,包括解决埃尔德什提出的三道新问题。

许多数学家称这些发展是人工智能模型数学能力的一个相变。这些模型“正在显著改变数学研究的进行方式”,普林斯顿大学的Noga Alon:https://web.math.princeton.edu/~nalon/表示,他在数十年的职业生涯中解决了数十个埃尔德什问题。

保罗·埃尔德什,历史上最多产的数学家之一,在数学方面充满童趣,在权威面前却极为愤世嫉俗。

埃尔德什及他的猜想长期以来一直令数学家着迷。他不断地旅行——多年来几乎一直住在行李箱里,住在朋友家里,几乎一无所有。他在发表的论文和给世界各地数学家的信件中列出问题,经常附上奖金,这笔钱他会自掏腰包支付给第一个提出解决方案的人。奖励可能是象征性的10美元或25美元,或者,对于他认为重要或困难的问题,可能高达数千美元。埃尔德什于1996年在华沙参加数学会议时因心脏病去世,但一家总部位于爱荷华州的非营利基金会已经承诺:https://www.combinatoricsfoundation.org/erd%C5%91s-problems 来兑现他的奖金。

他是位备受喜爱的人物,但也非常古怪。他只穿丝绸,避免与他人接触。对权威深持怀疑态度的他,把大部分赚来的钱捐赠出去,并依靠朋友管理他的财务及其他实际事务。他把上帝称为“最高法西斯”,并靠持续摄入安非他命来维持他不断的数学创作。历史的讽刺之处在于,他提出的问题如今已成为世界上最大、最强大的科技公司验证实力的核心试炼场——实际上,也成为了一系列的公关胜利。

但很可能,如果不是一位名叫托马斯·布鲁姆的英国数学家:http://thomasbloom.org/,这一切都不会发生。

和埃尔德什一样,布鲁姆对数论和组合学都感兴趣。他的研究重点是一个被称为算术组合学的领域,它位于二者的交叉点。2014年获得博士学位后,布鲁姆在该领域崭露头角,获得了英国皇家学会的一个享有盛誉的奖学金:https://royalsociety.org/grants/university-research/,让他能够在几乎任何他想去的大学工作。(他现在在曼彻斯特大学。)

布鲁姆从记事起就很喜欢埃尔德什的风格。但他总是觉得很难跟踪哪些问题已经被解决,哪些则完全被遗忘。因此,在2023年初,他决定将尽可能多的问题汇集成一个列表。

他原本打算自己使用它。但他说:“我觉得如果我能随时随地访问它会更容易。”他想“干脆做一个网站,心里想着也许没人会用它。”他收集了几百个问题,并启动了 erdosproblems.com:http://erdosproblems.com。布鲁姆使用 ChatGPT 编写了运行该网站的 Python 代码,这在当时是一个大型语言模型能够做到的了不起的事情。使用它来直接协作数学研究仍然似乎只是一个遥远的可能性。

托马斯·布鲁姆的埃尔德什问题网站成为了数学最佳实践的聚集地。然后人工智能登场了。

他的目标不仅仅是完成清单上的项目。他想知道“现代数学,经常使用埃尔德什不知道的技巧,是否能够解决许多这些较为晦涩的问题,”他在博客文章中写道:https://www.erdosproblems.com/forum/thread/blog:1。 “我们最终将只剩下一些有趣且困难的问题,它们可以展示我们知识的极限。”

布鲁姆在策划问题列表方面做了关键工作:有时埃尔德什提出的问题表述模糊不清,而布鲁姆则弄清楚每个问题最合理的版本。 他不断向网站添加问题,渐渐地观众群也增长了。在2024年及2025年前八个月期间,列表上111个问题的状态从“未解决”改为“已解决”(尽管其中一些问题数年前就已解决,状态变化反映的是重新发现或验证了证明)。

然后,在2025年8月,一些同事建议布鲁姆添加评论功能,以便人们可以讨论他们感兴趣的问题。他能够很快实现这一功能,使用 ChatGPT 编写代码。到那时,他已经 catalog 了近1000个问题。

布鲁姆的时机很好。他使志同道合的人能够互相交流,他说,“这真的让一个社区逐渐形成。”大体上,评论是零散的——一个问题可能收到单条评论,指出一个例子或说明问题看起来有多难。但活动稳步增长,一些问题引发了陌生人之间深入的数学讨论。

“汤姆可能从未真正意识到这一点,但对我来说,这真的改变了我的人生,”布鲁姆网站上第四多产评论者沃特·范·多恩说:https://www.erdosproblems.com/forum/user/Woett?all_posts=1。像许多2025年秋季开始活跃于该网站的人一样,van Doorn并不算是专业数学家。他说,他“为一家被其他公司雇佣做客户服务支持的公司工作”。但他也不算业余——十年前,他几乎完成了比利时鲁汶大学的数学硕士学位。2024年,部分受到他看到LLM日益强大的激励,他请了六个月假,专注于数学。当时,虽然他并不太想用AI,但他记得当时想:“现在我数学水平还是比AI强,但谁知道一年、两年、五年后会怎样?如果我想完成这些项目,并且想让它们属于我,现在就是时候。”

如果对于所有 n \geq 1$,只有有限个 \in A$ $latex $latex n + a$ 是平方自由的,则$latex称 A \subseteq \mathbb{N}$ 具有 P$ $latex$latex性质。如果存在无限多个 $latex n$,使得 $latex$latex n + a$ 对所有 < n$ $latex 都是平方自由的,则称 A$ 具有 Q$ $latex性质。具有 P$ 或 $latex Q$ 性质$latex$latex A = \{a_1 < a_2 < \cdots\}$ 的序列必须多快地增加?

于是,2025年10月,van Doorn回到了他的本职工作,在问题1102的页面上留下了第一条评论:https://www.erdosproblems.com/forum/thread/1102?order=oldest。埃尔德什于1981年提出的问题,探讨了“无平方”整数集合的性质——即没有重复质因数的整数。(例如,30是平方无的,因为它等于2×3×5;但18不是,因为它等于2×3×3;3重复。)

11月初,van Doorn在问题页面评论中分享了他未依赖AI就能找到答案的进展。

那天晚些时候,网站上的另一位评论者回复说,他发现了范·多恩论证中的一个漏洞。两人迅速交换了意见,范·多恩说服了他的对话者相信他的论证是正确的。“我现在明白你的论证是怎么回事了。太棒了!”另一位数学家回复道。那位数学家是陶哲轩(Terence Tao):https://www.math.ucla.edu/~tao/,他是加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授,可以说是当今最著名的数学家,同时也是无可争议的最有影响力的人物之一。(顺便提一下,当陶哲轩只有10岁的时候:https://blogs.ams.org/blogonmathblogs/2015/09/29/that-time-terrence-tao-won-500-from-paul-erdos/,他就与厄尔多什有过交集。)

布鲁姆的网站,看起来和感觉都像是过去的时代,正在成为互联网民主精神的一个典型例子。范·多恩说:“如果没有汤姆的网站和那里的评论区,这整个合作是不可能的。”无论你是否有教职,无论你是年轻还是年长,无论你在名校还是甚至是否在大学,你都可以在这里找到合作的伙伴,只要你有做数学的兴趣并且有好点子。

但是随着冬天的到来——大约在范·多恩发现自己正在与陶哲轩合作的同时——情况开始发生变化。

凯文·巴雷托(Kevin Barreto)和利亚姆·普莱斯(Liam Price)都二十出头,在2025年夏天在一个专注于人工智能的Discord服务器上成为朋友。巴雷托目前是剑桥大学的本科生;普莱斯在大学期间学习过一些数学,但未完成学业就离开了。到12月,他们确信最新的AI模型可能成功解决一些厄尔多什问题,于是开始向这些模型投送一批又一批的问题。他们很快意识到,如果告诉GPT-5.2某个问题的答案未知,它不会取得多大进展,所以正如巴雷托所说,他们学会了“以一种非常特别的方式提示它,让它误以为问题比实际更简单”。

设 $latex A \subseteq \mathbb{N}$ 是一个密度为零的集合。是否存在一个 $latex B$ 使得 $latex A \subseteq B + B$ 并且对所有大的 $latex N$ 有 $latex |B \cap \{1, \ldots, N\}| = o(N^{1/2})$?

他们在埃尔德什问题333上取得了他们认为的首次胜利:https://www.erdosproblems.com/forum/thread/333?order=oldest。圣诞节清晨,Barreto在Bloom的网站上发布了一份证明,写道:“据我们所知,我们相信这是首个完全自主解决Erdős问题的案例,此前人类未曾解决过。”尽管333涉及整数集合的和并不是特别重要的问题,但用AI解决它依然很重要。

但几小时后,另一位用户指出,埃尔德什本人在1977年发表的一篇论文中提出了333条的解决方案:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022314X77900038。巴雷托承认了这个错误。他写道:“我正式请求网站所有成员,将当前标记为未解决的问题更加重视文献检索。”“作为一个已经两次上当的人,这真让人心如刀绞。”

设$latex C>0$,$latex\epsilon>0$足够小。是否有无限多个整数$latex a、b、n$,其中$latex为a \geq \epsilon n$,$latex b \geq \epsilon n$,使得$latex a!b!\mid n!(a + b – n)!$ $latex a + b > n + C \log n$?

他并未气馁,他和普赖斯继续努力,到2026年1月4日,他们利用GPT-5.2 Pro找到了解决Erdős 728:https://www.erdosproblems.com/forum/thread/728?order=oldest的问题,这是一个关于某些数字何时被其他数字整除的问题。这次没人能找到已有的证据。巴雷托使用另一款名为亚里士多德的人工智能工具(由一家名为Harmonic的初创公司开发)来证明证明逻辑上成立。软件工程师、论坛中唯一比Bloom、Tao和van Doorn更为高产的论坛参与者Nat Sothanaphan让ChatGPT写下了正式结果:https://arxiv.org/abs/2601.07421 并发布到网上。

Price开发了一种方法论,用于指导如何让大语言模型(LLMs)解决开放性问题。首先,他会向聊天机器人请求一个解决方案。然后,他将该解决方案输入到一个新的聊天机器人实例中,要求它检查之前聊天机器人的工作。他会重复这个过程,直到得到看起来可行的解决方案。(这呼应了一些公司内部正在进行的工作,这些工作旨在创建所谓的“支架”或“框架”,自动化Price手动进行的迭代过程。)

Barreto和Price的论文只是过去几个月中AI至少部分解决的众多Erdős问题的一小部分。有多个原因使得这些问题特别成为LLMs的肥沃测试场。主要原因是,总体而言,Erdős问题多属于数论、组合数学和图论,这些数学领域被证明对大型语言模型比其他领域更易接近。这些问题在难度和数学重要性上也存在广泛差异。这种差异使它们适合用于测试能力同样差异较大的新兴技术。

Erdős的许多问题自创立之初就附带了金钱奖励,这是来自一位浪漫古怪人物的有趣激励。但现在,随着这些问题成为AI的非正式基准,其解决方案正在以“每个问题成本”的方式讨论——即解决这些问题所需的代币价格。

“我最近的许多论文大部分应归功于AI,”van Doorn说。“其中涉及的想法并非我自己提出的。”像很多在Erdős网站上活跃的人一样,van Doorn对LLMs让他能够更快速地完成更多事情感到兴奋。“如果我读到LLM提出的一个想法,我会消化它,尝试理解它,将其简化并推广,”他说。他利用AI更好地理解数学。

并非所有人都以此标准对待自己。布鲁姆说:“一个大问题是,人工智能被很多非数学家、没有深厚数学背景且无法验证输出的人使用。”“他们喜欢快速行动,让AI检查,它会越来越大。我们看到越来越多的100到200页的论文被发布。“我解决了这个定理;我让AI生成证明、检查证明并写论文。”但没有人类读过它,也没有人类会去读它。现在这成了巨大的挑战。”

对于任意$latex x$,$latex 一个 \ 子集 [x, \infty)$ 是一个本原整数集(因此 $latex A$ 中没有不同元素相互整除),那么是否$latex \displaystyle\sum_{a \in A} \frac{1}{a \log a} < 1 + o(1),$ $latex o(1)$ 项 \to 0$ $latex \to 0$ $latex x \到 \infty$?

根据普赖斯自己的评估,他没有足够的数学理解来验证最终从大型语言模型中引出的解决方案。但在巴雷托的帮助下,他找到了足够有知识且愿意核查结果的数学家。普赖斯和巴雷托均与陶、斯坦福大学的贾里德·杜克·利希特曼(https://mathematics.stanford.edu/people/jared-duker-lichtman)及其他杰出数学家共同撰写了2026年5月关于解决厄尔德什问题1196的论文:https://arxiv.org/abs/2605.00301,这是他们较为重要的成果之一。(1196 询问所谓本原集的可能大小——即整数集合的集合,如 {2, 5, 9, 21},其中没有任何数能整除其他数。)

Bloom 惊讶地发现,尽管 OpenAI、Google DeepMind 和几家初创公司给予了大量关注,但大多数新结果来自使用公开大型语言模型的业余爱好者和本科生,而非使用更先进内部模型的企业实验室。

但几周后,即2026年5月20日,OpenAI宣布他们解决了埃尔德什最著名的问题之一——单位距离问题,情况发生了变化。

在2026年的最初几个月,主要科技公司开始看到 erdosproblems.com 的机会。正如利希特曼解释的,“厄尔多什发表了超过1000篇论文。这些论文散落各处。” 匈牙利的一家研究所收集了许多论文的扫描图像,但没有人收集所有的问题。“这种任何人都可以访问的单一存储库——实验室意识到,这实际上可以成为一个基准。”

在一月份,由谷歌 DeepMind 领导的24名研究人员团队分享了一篇论文:https://arxiv.org/abs/2601.22401,解决了四个问题,并找到了另外九个被遗忘的旧解答,这是在“使用 Gemini 系统性评估 Bloom 的 Erdős Problems 数据库中标记为‘开放’的700个猜想”之后完成的。五月份,另一支由21名研究人员组成的 DeepMind 团队宣布:https://arxiv.org/abs/2605.22763,“我们最强大的智能体自主解决了353个开放 Erdős 问题中的9个,每个问题的成本只有几百美元。”(截至本文发表时,Bloom 的数据库包含565个已解决的问题和652个未解决的问题,但 DeepMind 团队将搜索范围缩小到已经用形式逻辑书写的问题。)

为什么传奇的埃尔德什问题正被人工智能攻克

5月20日,OpenAI 分享了单位距离问题的解决方案:https://cdn.openai.com/pdf/74c24085-19b0-4534-9c90-465b8e29ad73/unit-distance-proof.pdf,以及一篇博客文章:https://openai.com/index/model-disproves-discrete-geometry-conjecture/ 解释了这项工作,还有一篇配套论文:https://cdn.openai.com/pdf/74c24085-19b0-4534-9c90-465b8e29ad73/unit-distance-remarks.pdf,由九位世界级数学家评论了证明的正确性及工作的意义(同时呈现了一个简化的人类版本结果)。数学家们普遍认为厄尔多什的猜想——关于在平面上可以放置多少均匀分布的点——是正确的。出乎意料的是,OpenAI 的内部模型找到了一个反例。为此,它找到了一种复杂的方法来使用一种称为代数数论的数学领域的工具。正如多伦多大学的 Jacob Tsimerman:https://www.math.utoronto.ca/~jacobt 在配套文章中写道,“这是一项非常令人印象深刻的工作……这绝对是一个令人敬畏的构造。”

在同一篇文章中,剑桥大学和法国科学院的 Tim Gowers(https://www.college-de-france.fr/en/chair/timothy-gowers-combinatorics-statutory-chair/biography)写道:“如果这篇论文是由人类撰写并提交给《数学年刊》,而我被要求给一个快速意见,我会毫不犹豫地推荐接受。此前没有任何 AI 生成的证明能接近这一水平。”

在提出原始解法的论文中,作者仅被记为“OpenAI”。

特伦斯·陶 (Terence Tao) 遇到埃尔德什 (Erdős) 时年仅 10 岁。

后来,一组包括 Bloom 在内的四位数学家,使用与 AI 模型应用于单位距离问题相关的技术,反驳了(https://arxiv.org/abs/2605.28781)另一长期存在的埃尔德什猜想的一个版本。“和-积”猜想(https://www.quantamagazine.org/the-sum-product-problem-shows-how-addition-and-multiplication-constrain-each-other-20190206/)提出,如果你有一组数字,它们的和或积必须快速增长。数学家们找到了一个实数集合,使得其和与积的增长都比预期慢。对于整数的猜想仍然悬而未决。

了解 AI 对数学及数学家的影响,不仅要看它的最重要成果,还要考察它如何改变日常解决普通问题的实践。普林斯顿大学数学家诺加·阿隆(Noga Alon)估计,在他的职业生涯中,他已经解决了几十个埃尔德什问题。他现在已经停止尝试。“一旦 AI 开始解决这些问题,再也没有意义了,”他说。特里·陶 (Terry Tao) 已远离埃尔德什问题社区,专注于完成自己的工作。

范·多恩,目前仍在一家客户服务公司兼职,他表示大型语言模型(LLM)“在思考和做数学方面明显比我强。我完全比不上现有的人工智能系统。”然而,他补充道,“我最终写的证明,比ChatGPT想出来的东西更简单、更通用,也更容易被其他人阅读。”人工智能无可争议地提高了他的生产力,而他依然乐在其中。“如果你想弹钢琴,你不会去雇用一个比你弹得更好的钢琴机器。你会弹钢琴,因为你喜欢弹钢琴。我喜欢思考数字、做数学、写论文。我不会雇用一个帮我写论文的机器。”

对于范·多恩来说,从LLM得到的回应中获得乐趣是有意义的。“多亏了埃尔德什问题社区,我最近做了很多数学。以前我只是自己做所有事情,在房间里独自挣扎。我不知道是怎么发生的,但现在人们会联系我说,‘我有这个想法,你想和我一起思考吗?’”

人工智能能力的提升,使像普赖斯或范·多恩这样的数学训练较少的人更容易解决难题,同时也让这些难题对像艾龙这样一生致力于理解它们的人来说不那么有趣。

尽管如此,艾龙表示,“许多甚至可能大多数优秀数学家都会使用人工智能。”他注意到,一些一流数学家已经离开学术界去人工智能公司工作,不仅因为报酬丰厚,还因为“也许这才是现在的热点。”2026年7月,在齐默尔曼获得数学最高荣誉——菲尔兹奖的同一天:https://www.quantamagazine.org/jacob-tsimerman-wins-2026-fields-medal-for-andre-oort-conjecture-proof-20260723/,他宣布自己将离开学术界,去OpenAI工作。

单位距离问题是什么? 假设你想在平面上排列点以创建相同距离的点对。如何才能创建最多的点对?

如果你排列的点形成像正方形和五边形这样的多边形,你将得到与点数相同数量的点对。

但如果你将点放入格子中,你可以创建更多的等距点对。

:https://www.quantamagazine.org/wp-content/uploads/2026/08/ErdosAI_Graphics_ErdosAI-Figure2-crMarkBelan-Desktopv1.svg

埃尔德什猜测不可能做得比这更好。在80年间,数学家们普遍认为他是正确的。

但埃尔德什错了。OpenAI发现了一个模式(类似于下面显示的),对于给定数量的点,产生的点对比格子中能得到的更多。

情报判断

Aioga 编辑摘要

据材料,OpenAI于2026年5月宣布,其内部模型为1946年提出的单位距离问题构造了反例;8月又称未发布模型Astra取得10项数学进展,其中涉及另外3个埃尔德什问题。文章将前者称为AI带来的首个具有历史意义的证明。

背景分析

埃尔德什提出过数千个数学问题,单位距离问题因表述简明且数学内涵深厚而受到重视。材料同时指出,该AI结果并非终局:人类数学家在数周内对其作出实质性改进,而模型的方法引入了此前未成功用于该问题的远支数学思路。

Aioga 观点

Aioga 判断,这组进展的重点不只在于解出若干题目,还在于AI能否提出可被人类检验、改进和迁移的方法。值得关注的是,材料中的成果主要来自OpenAI公告及其未公开模型,外界对完整过程和可复现性的判断仍应以可核验材料为准。

影响与后续

材料援引数学家观点称,相关发展可能正在显著改变数学研究方式。Aioga 判断,若AI持续提供新构造、跨领域思路或可推进的中间结果,数学家的工作重心可能更多转向验证、推广与解释;但这不等同于AI已能独立完成所有高质量证明。 后续值得关注三点:单位距离反例及Astra所涉问题的完整证明是否公开;独立数学家能否复核并推广相关方法;以及后续成果是否能在公开模型或可重复的评测条件下得到验证。对“阶段性跃迁”的评价,宜结合这些证据持续更新。

来源与版权说明

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来源: Hacker News 热门(buzzing.cc 中文翻译)

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