OpenAI于10月27日宣布,其AI模型在数学、计算机科学和物理学三个领域取得突破性研究成果,展现出AI独立发现并证明复杂科学理论的能力,而非仅停留在回答问题或辅助研究层面。三项成果分别涉及调和分析中的局部光滑猜想、计算复杂性理论中的指数时间假设(ETH),以及量子场论的存在性证明。
数学领域的成果来自调和分析方向。1991年数学家克里斯托弗·索格提出局部光滑猜想,用于描述波在聚焦时的行为。2019年,古思、王虹和张睿翔证明了二维空间中的该猜想;2025年,王虹与扎尔证明了三维挂谷猜想。OpenAI的模型此次给出了局部光滑猜想在所有维度下的证明,并由此解决了所有维度下的挂谷猜想和斯坦因限制猜想。证明的关键在于新构建的一种辅助偏微分方程。OpenAI于10月18日获得AI生成的证明,次日完成Lean形式化证明,随后依据外部专家建议直接公开了自然语言证明与Lean形式化证明,相关材料已上传至公开的GitHub代码仓库。
计算机科学领域的发现指向指数时间假设。ETH是计算复杂性理论中长期存在的猜想,研究布尔公式可满足性问题的计算难度,与P和NP问题密切相关,数百篇研究论文以其成立为前提推导图论、计算生物学、数据库和计算几何等领域的计算难度结论。OpenAI的系统给出了ETH不成立的证明,并通过Lean完成形式化验证。OpenAI邀请加利福尼亚大学圣迭戈分校的拉塞尔·因帕利亚佐、拉马莫汉·帕图里以及麻省理工学院的瑞安·威廉姆斯三位专家牵头验证与研究。因帕利亚佐和帕图里曾与弗朗西斯·赞恩共同提出ETH。OpenAI接受了合作团队提出的两项要求:公开研究成果的所有原始数据,以及由OpenAI提供资金举办学术会议讨论新成果对计算机科学领域的整体影响。该证明于10月16日生成自然语言版本,10月17日完成Lean形式化证明。
物理学领域的成果聚焦量子场论的存在性。OpenAI从严格数学意义上证明了四维空间中某些包含规范场和费米子的相互作用量子场论确实存在,其中包括量子色动力学(QCD)以及粒子物理学标准模型的一种统一完备化理论,证明采用了构造性量子场论中巴拉班提出的研究方法。研究同时解决了纯杨-米尔斯理论存在性这一子问题,该问题属于克雷数学研究所设立的量子杨-米尔斯理论千禧年大奖难题的一部分。OpenAI邀请2004年诺贝尔物理学奖得主大卫·格罗斯牵头研究,团队成员包括迈克尔·道格拉斯、阿瑟·贾菲、伊戈尔·克莱巴诺夫和尼基塔·涅克拉索夫。贾菲曾与威滕共同制定量子杨-米尔斯理论千禧年难题。物理学成果正由诺贝尔物理学奖得主等专家参与审查。
OpenAI表示,上述成果仍需学术界进一步独立确认。若获得验证,这些结果将同时对调和分析、计算复杂性理论和数学物理的研究路径产生影响,也为AI参与基础科学研究时的成果验证、资料开放与学术贡献认定等问题提供了讨论样本。
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