新智元報道
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這一天,整個數學圈震撼了。
一個讓無數頂尖數學家折戟,讓華人天才數學家張益唐苦熬七年、被迫在賽百味洗盤子的超級數學難題——雅可比猜想,被Fable 5證偽!
昨天傍晚,Anthropic的研究人員Levent Alpoge發布推文:
大家好,雅可比猜想是錯的,感謝我的好友akhil問了這個問題,也感謝我的另一位好友Fable在世界杯決賽期間還在工作。
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配文下方,是一個簡潔的數學公式。
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一個有著87年歷史的核心數學難題問題,就這樣被 Fable 5在一個周日的傍晚輕松解決。
雅可比猜想問題極其困難。或許人類還需要一百年才能解決它。你的嘗試值得尊敬,也許奧林匹斯眾神終有一天會眷顧你。
雅可比猜想的證偽可能只是倒下的第一塊多米諾骨牌,多個猜想或將被證偽。
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正如數學家Jared Duker Lichtman所驚呼的那樣:「這是現代數學中最鼓舞人心的故事之一。」
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有人說,我很少見到科學圈的X像現在這樣,陷入如此瘋狂的興奮與巨大的震驚之中。
而這背后,是張益唐被偷走的七年。
什么是雅可比猜想?一個「理所當然」的陷阱
讓我們先把時間撥回1939年。那一年,德國數學家Ott-Heinrich Keller提出了一個問題:
如果一個多項式映射的雅可比行列式是一個非零常數,那么這個映射是否一定存在多項式逆映射?
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實際上,這個問題背后的直覺很簡單——在微積分中,反函數定理告訴我們,如果函數在某點的雅可比行列式不為零,那么在該點附近函數存在局部逆。
雅可比猜想問的是:如果這個條件處處成立,且函數是多項式映射,那么逆映射是否也必須是多項式?
這是一個典型的「局部到全局」的問題,看起來理所當然應該成立,卻讓世界上最聰明的頭腦困惑了整整87年。
二維版本早在1884年就被提出,當時還附帶了一個后來被發現存在漏洞的證明。
隨手一擊,AI給出神級反例
這個問題看似簡單,卻是一個名副其實的數學黑洞。無數數學家發表了大量聲稱證明了該猜想的論文,但無一例外,都被發現邏輯中有瑕疵。
直到這個周末,Claude Fable 5登場了。
它沒有順著人類的思路去證明,而是直接在三維空間
中甩出了一個反例:
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這個看起來頗為復雜的多項式映射,從C3映射到C3,其雅可比行列式恒等于 -2——非零常數,滿足猜想的前提條件。
總之,這個反例精簡、優雅到了可怕的地步。任何一個學過大學微積分的大一新生,都可以通過求偏導,算出這個三元多項式的雅可比行列式恒等于-2。
滿足了猜想的前提條件,那么它可逆嗎?
Fable 5簡單明了地指出了它的非單射性——這個函數將空間中三個截然不同的點:(0, 0, -1/4)、(1, -3/2, 13/2) 和 (-1, 3/2, 13/2)統統映射到了同一個圖像點:(-1/4, 0, 0)。
既然三個不同的點指向了同一個結果,它自然不可能有逆函數。
就這樣,廣義上的雅可比猜想,被徹底證偽。
一個87年的猜想,就這樣被AI「隨手」破解了。
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社交媒體上,震撼的數學教授和研究生們爭相驗證這個反例。
有人用Wolfram Alpha快速核驗,發現結果完全正確。
但這個反例的特殊之處恰恰在于,它是自證的:它簡潔到可以手算驗證,優雅和精確性讓人嘆服。
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UC伯克利計算機科學/統計學副教授、前Google DeepMind研究科學家Jason Lee直呼:「數學完了。」(Math is solved.)
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不久后,GPT-5.6 迅速對這一結果進行了分析,并提出了一套全新的、修正后的猜想:「一個常數雅可比多項式的局部雙全純映射,如果在無窮遠處沒有葉數損失,那么它就是一個自同構。」
OpenAI的Aaron Lou用內部Codex(無網絡搜索)從零推導出本質相同的反例,完整寫出策略與證明,還給出可復現的數學推導(從三次因式分解到仿射坐標變換)。
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它不僅找到了反例背后的結構性機制,還在指導人類如何重新定義這個問題。
這證明了,AI已具備真正的數學創造力,而非表面模仿。
數學家Lichtman驚呼,希望能看到頂尖代數學家對GPT提出的新猜想作何反應。
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完整推導過程如下:
https://aaronlou.com/jacobian_counterexample_derivation.pdf
數據科學家Cal Aldred甚至用Fable + GPT 5.6 Sol提出了一個生成無限多反例的方法!
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張益唐被偷走的七年
但這個故事最令人唏噓的部分,跟張益唐有關。
所有人都記得,這個在賽百味打工的數學天才的故事。
張益唐,因在孿生素數猜想上的突破性貢獻而名震全球,但在此之前的幾十年里,他的經歷堪稱學術界悲劇。
1990年代初,張益唐在普渡大學攻讀博士學位,導師是莫宗堅。莫宗堅堅信雅可比猜想的正確性,并讓張益唐以此作為博士論文課題。
莫宗堅給了張益唐一個「引理」——一個被認為是正確的數學命題,作為研究的基礎。張益唐沿著這條路線深入研究,甚至在博士論文中一度宣稱解決了該猜想的弱形式。
然而,命運開了一個殘酷的玩笑。
經過同行排查,張益唐證明中所使用的那條關鍵引理被證明是錯誤的。而這條引理,恰恰源自導師莫宗堅本人先前發表的學術成果。
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他花費數年時間構建的理論大廈,突然發現地基是豆腐渣工程。所有的努力,所有的推導,都轟然倒塌。
莫宗堅評價張益唐「不適合代數幾何」,認為他的博士生涯「浪費了自己七年光陰,也浪費了我的時間」。更致命的是,莫宗堅沒有給張益唐寫推薦信。
這讓一個普渡大學的博士畢業生,在學術界寸步難行。
張益唐不得不離開學術界,開始了漫長的漂泊。他做過各種零工,最廣為人知的是在賽百味快餐店打工七年。
直到2013年,58歲的張益唐發表了關于孿生素數猜想的突破性論文,一夜之間從默默無聞的大學講師變成全球矚目的數學家。
但那段被浪費的七年時光,已經永遠無法挽回了。
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后來,他引用杜甫的詩句形容自己那段時間感受:「庾信平生最蕭瑟,暮年詩賦動江關。」
更諷刺的是,2018年,當張益唐因孿生素數猜想成名后,莫宗堅專門補充了一版「回憶錄」,進一步加強對張的指責,卻依舊淡化自己的責任。
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他還是相信雅可比猜想的正確性,甚至覺得AI會在不久之后幫助解決證明過程中的邏輯問題。
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終于,到了今天,AI輕松給出了簡單的反例。
太令人唏噓了。
當然,必須指出的是,這次AI證偽的是三維雅可比猜想,也就是否定了「所有維數都成立」的廣義版本。
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張益唐當年研究的是二維情形,而二維并不是三維的簡單低階版本——恰恰相反,二維是這個問題里更核心、目前看來也更難攻破的部分,數學意義更大,至今仍未解決。
但這絲毫不減損這個事件的沖擊力。
菲爾茲獎得主Timothy Gowers悲觀又震撼地感慨:「2030年的菲爾茲數學獎,可能是最后一次頒給人類。」
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參考資料:
https://x.com/search?q=Jared%20Duker%20Lichtman&src=typed_query
編輯:大衛 Aeneas
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