AI技术正在向数学领域深度发展。最近,OpenAI宣布其内部AI系统找到了纳维尔斯托克斯方程存在性与光滑性问题的解决方案,并公开了相关论文和Lean形式的证明。该方程是千禧年大奖难题之一,也是流体力学中的核心理论,备受研究者关注。OpenAI表示,其证明工作是由一个超越GPT-6 Astra的多智能体系统完成的。如果这一成果被数学界认可,标志着AI开始介入解决数十年乃至百年的数学难题。
纳维尔斯托克斯方程用于描述流体运动,其应用广泛,从飞机设计到天气预测,再到生物流体力学研究均离不开它。然而,在特定条件下,三维不可压流体是否会在有限时间内产生奇点这一问题一直悬而未决。奇点意味着流体速度在有限时间内无穷大,一旦发生将导致现有模型失效。
自19世纪方程发布以来,该问题困扰着数学家们。尽管1934年Jean Leray证明了方程的广义解存在,但光滑解的永存性仍未解答。2000年,克雷数学研究所将这一问题列入千禧年大奖难题,并设立了100万美元奖金。OpenAI的成果证明了初始光滑且静止的流体在光滑外力作用下可以在有限时间内形成奇点。
研究团队采用了一种特殊的旋涡结构,通过流体围绕中心旋转和逐渐收缩来实现奇点的形成。这个过程的关键在于多个数学项的同时增长与精确平衡,而AI系统没有依赖单一模型,而是通过约1万名智能体协作完成这一挑战。从9月1日开始,各个团队分别探索是否存在奇点,以避免陷入固定路径。最终,AI在88小时内完成了研究,并在此后17小时内进行了形式化验证。
OpenAI研究员陈立杰对此次突破表示感慨,他曾预测AI会在2027年发表高水平的数学论文,并在2028年解决千禧年大奖问题,但这次的发展速度超乎了预期。
然而,OpenAI的成果也引发了关于研究优先权和过程透明度的争议。一位流体力学专家表示,他们在OpenAI发布之前已在多个相关问题上取得突破,对此的评论引起了学术界的关注。
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