AI「解出」了千禧年难题:88 小时里发生了什么
9 月 8 日,OpenAI 发了一篇研究博文:它的内部系统给出了 Navier–Stokes 方程的「奇性」证明——一道悬置了大约 90 年的千禧年大奖难题(Millennium Prize Problem)。让我反复读的不是数学结论本身,而是两个数字:约 1 万个并发 agent、一周约 3000 亿输出 token(按现价约 2250 万美元算力,TechCrunch 的估算)。以及一桩至今还在发酵的「谁先解出」学术纠纷。这篇把来龙去脉讲清楚。
先说清楚这个问题
背景:2000 年,Clay 数学研究所公布了七道「千禧年大奖难题」,每道悬赏 100 万美元。Navier–Stokes 存在性与光滑性(existence and smoothness)是其中之一。
Navier–Stokes 方程(NS)描述流体的运动,飞机设计、天气预报、血流模拟都用得到。它把流体当成连续介质,而不是一分子一分子地追踪。
悬而未决的问题是:从一个「光滑」的初始状态出发,流体会不会在有限时间内出现「奇性」(singularity)——也就是速度无界增长?方程里的粘性项本来倾向于让运动变平滑,这种「有限时间吹破」(blow-up)是否可能,90 年来没人能给出答案。1934 年 Jean Leray 证明了弱解存在,但「解是否永远光滑」留到了今天。
问题的官方表述(Fefferman 版本)里,选项 A/B 对应能导出「证明」的特殊形式,C/D 对应能导出「反证」的形式。OpenAI 的结果解决的是 C(连带 D):从静止出发、施加光滑外力,奇性确实可以在有限时间内出现。
系统是怎么做到的
OpenAI 在博文里写明:这项工作的主体是一个「比 GPT-6 Astra 强得多的内部模型」,8 月 28 日开始训练,训练仍在继续。时间线:
- 09-01:听到「有两道千禧年难题被解决」的传闻(后来确认与 Anthropic 数学家的并行工作有关),随即启动对该内部模型的全部千禧年难题评测
- 多智能体系统:agent 可以读缓存的互联网、可以跑代码,分成组并组内通信;NS 一组的规模约 1 万个并发 agent
- 交叉授粉:用 Codex 把各组的「最有用的中间结论」汇总,再喂回去作为后续 prompt
- 09-05(周六):第一个 agent 启动约 88 小时后,NS 组「到达」了结果
- 09-06:GPT-6 Astra 花 17 小时完成 Lean 形式化与验证,形式化证明已放到 GitHub
算力规模值得留意:全部尝试的题目合计 490 万条消息、约 3000 亿输出 token(TechCrunch 按 Astra 定价折算约 2250 万美元);NS 一题占 270 万条消息、约 1300 亿 token。顺带一提,Euler 方程正则性问题的无外力版本也被解掉,大约 100 个 agent、50 小时。
证明的形状其实很具体:吹破的结构是一个向内螺旋、沿轴拉伸的涡旋,「像一根被拉长的意面」。中心区域越缩越小、越转越快,但总能量保持有限——加速、压力、粘性各项都变得很大,却精确地互相抵消。这种「精细平衡」(detailed balance)让光滑的外力与无界的速度得以共存。
争议:「fought dirty」
这是故事最有意思的部分。
同一天,NYU 数学系教授 Tristan Buckmaster 与 Anthropic 的数学家 Levent Alpöge(这项研究不是 Anthropic 的职务行为)公布了三项证明,其中一项是 NS 问题的初步结果。两人工作中主要用了 Codex 和 Claude。Buckmaster 在声明里写道:「关于我们进展的信息被传给了 OpenAI。」
他指出的疑点:OpenAI 走的技术路线——光滑外力路线(即选项 C/D)——正是他和 Alpöge「悄悄选定攻击」的路线,「据我所知几乎没有别的人在做这个方向」,而且「这不是把题面丢给模型、几天就能碰到的方向」。OpenAI 那边则是「整个团队」加「巨量算力」,第一条 prompt 发出时点,是「关于我们的工作信息传到 OpenAI 之后的几天内」。
更私下的细节:按 Buckmaster 的说法,OpenAI 数学家 Sébastien Bubeck 曾要求他在一个「妥协方案」里去掉 Alpöge 的署名;Bubeck 想公开纠纷时,得到的回答是「你为什么要毁掉自己的职业生涯?」以及「如果你不想让我客气,那我也可以不客气。」
技术层面的核心是数据通道:Buckmaster 大量使用 Codex 做研究,而 OpenAI 保留了用 Codex 交互训练模型的权利(用户可 opt-out)。模型在面对相似问题时,完全可能「复述」出他做过的工作。OpenAI 的回应:
我们(研究者和 agent)在他们公开发表之前,没有任何途径看到他们的工作——特别没有调取任何特定用户数据来解决这个问题。虽然不太可能,但我们不能排除:来自他们产品使用的去标识化数据,帮助改进了我们的模型。不过我们的证明差异很大,甚至在 Euler 问题上证明的具体结果也不同(有外力 vs 无外力)。
OpenAI 同时明确:不打算为这个结果申请千禧年大奖。
我拿到的两个信号
第一,「研究加速」(research acceleration)不再只是口号。一周的 agent 研究就能产出过去要一个数学家花职业生涯去追的结果。对工程师来说有个更直接的看点:Lean 形式化验证这一步,让 AI 给出的证明落在「可机器检验」的地基上——这比新闻稿可信得多。
第二,学术竞争的激励结构正在被改写。路线不神秘、算力不对等、信息会在 lab 之间漏出。当「谁先解出」开始取决于算力而非洞见,署名与优先权的规则可能需要重写;「opt-out 是否真实有效」也会变成一个真问题。
建议读者盯住两样东西:Lean 仓库(形式化证明可以被机器核对),以及 OpenAI「下一个模型」的节奏——这篇博文本质上是它的预告片。
来源:OpenAI:On the Navier–Stokes Millennium Prize Problem · TechCrunch:OpenAI fought dirty on career-making math problem, says NYU mathematician · Buckmaster 声明 · Lean 形式化证明