AI 会杀死数学吗?——雨果·迪米尼尔-科潘访谈
摘要
当 AI 越来越擅长证明定理,数学家的工作还剩下什么?雨果·迪米尼尔-科潘从自己熟悉的渗流理论谈起,回顾 AI 带来的震动,并把问题引向数学的核心价值:形成理解、孕育概念、建立直觉,以及把这些成果传递给其他学科和公众。他担心,将猜想当作可以批量收割的目标,会破坏长期探索所创造的思想、合作与意外发现;他也认为,数学仍有广阔的未来,关键在于更加重视人类能够理解和共享的知识。
概述
大卫·卢阿普尔在 Science Étonnante 再次访问雨果·迪米尼尔-科潘,借新书《黑板的另一侧》讨论 AI 时代的数学实践。两人的对话从证明形式化和跨领域联系,推进到渗流、单位距离、雅可比猜想与纳维–斯托克斯问题,再讨论机器生成的长篇证明如何与人类理解衔接。后半部分关注研究共同体的评价方式、数学概念如何成为日常直觉,以及年轻人是否仍值得投身数学。雨果以自己的研究经历强调:寻找答案的过程本身,会产生无法只用最终定理衡量的价值。
目录
精彩片段
雨果: AI 给出了一份只有一页的证明,而且在这个例子里,是人能看懂的证明。我拿到之后,真的觉得这简直是“仿佛来自上帝之书的证明”(proof from the book)。非常漂亮。这给我们带来了第一次冲击,让我们意识到:好吧,它真的进入我们的生活了。
AI 会给出越来越复杂的定理。谁知道呢,也许五年后,它会证明黎曼猜想,甩给我们一份十五万页的证明。然后呢?我们拿它怎么办?人类能不能理解数学,这是一个根本性的问题。我们不能把 AI 的使用变成单纯的收割。
雨果: 我的意思是,如果最后只剩下一张问题清单,每个问题附上一份五百页的证明,那对社会毫无贡献。
就我个人而言,在自己的创造过程中,我不用 AI。所以也许,人们还是可以继续这样做。
开场
大卫: 雨果·迪米尼尔-科潘,你好。
雨果: 你好。
大卫: 这是我们第二次见面。第一次是一年半多以前,我们聊了你的经历。今天再来聊,有两个很好的理由。第一个是,你要出一本书,叫《黑板的另一侧》(De l’autre côté du tableau noir),是你和埃马纽埃尔·桑德合写的。他是心理学家,对吗?
雨果: 是发展心理学家。
大卫: 对。这本书讲的是,在黑板的另一边做数学究竟是什么样的,也就是从数学家的角度来看这件事。我们当然会聊到这本书。
另一个我很想跟你聊的话题,是最近正在撼动数学界的事情:人工智能的突然闯入。有意思的是,一年半前我们聊天,最后谈的恰好就是这个。我问你的最后一个问题就是:现在开始出现这样一种东西了。那时,所谓的“推理模型”刚刚起步。
大卫: 那时候,我们开始看到一些模型能说出稍微有点见地的话,所以我们上次就聊到这里结束。今天一开始,我想请你讲讲,你自己是怎样经历这一轮变化的。先讲到今年夏天之前吧,因为夏天发生了很多事,我们后面会聊。人工智能进入你的工作,你是怎样感受到这个过程的?
雨果: 是的,而且每一次都是相当惊人的跃进,来得比我们想象的快。
AI 闯入数学界
雨果: 一年半前,我们就已经看到,它开始能在某些技术细节上提供帮助,也许有时能帮忙处理一些引理之类的东西。不过,那个时候还是在非常明确的范围内。它很擅长解决数学奥林匹克竞赛一类的问题,但那终究是一种近乎封闭的环境。奥赛题通常有庞大的题库。
雨果: 所以我们可以认为,模型在这些题上的训练很有效,它能解决这些问题,是因为它处在这样的封闭环境里;至于更一般的数学,也许还需要一段时间才能触及。
不过,事情确实一直在进展,其中一个方面就是证明的形式化。
雨果: 当时已经有了一些项目。我自己不做这个,但有些同事会谈起证明的形式化。它的目标,就是通过计算机算法来验证一个证明是否正确。例如,用 Lean 这样的编程语言,这就是现在使用的一种语言。
大卫: 也就是说,把证明翻译成这种语言,然后有一个编译器告诉我们:没问题。
雨果: 正是如此。从数学体系的构建来说,这当然让人安心,因为数学里最糟糕的事情,就是某个地方出现矛盾。这样就可以避免这种矛盾。
大卫: 有一点可以说说:如果我理解得没错,把证明翻译成 Lean,一点都不容易。一份相当短的证明,可能会变得非常长、非常繁琐,达到几百页、几万行,等等。
雨果: 对,非常繁琐。以前都是手工完成的。大约十年前,就有人开始投入这项工作,做了极其庞大的工作量。而 AI 带来的自动化,确实加快了这个进程。
雨果: 所以,我们看到了这方面的加速。不过,同样也可以说,这在某种意义上是一种翻译,比两种语言之间的翻译更复杂,但本质上还是这件事。它能做得好,当然很好,但或许还没有真正改变数学家日常的工作方式。
雨果: 然后到了四月,OpenAI 的一个新模型展现出了强得多的数学推理能力。在我的领域里,我们的感受尤其强烈,因为我的一位同事当时正在非常投入地研究一个渗流问题。大约十年前,我自己也研究过这个问题。
雨果: 我当时解决了一个特殊情形,但始终没能解决完整的猜想,也就是本杰米尼–施拉姆(Benjamini–Schramm)猜想。
这位同事一辈子都没给 AI 输入过一次提示词,从没用过 AI,连处理文字之类的事情都没有。后来,他的一个朋友说:“你也许可以试着把自己最喜欢的那个问题直接问它。”于是,他就输入了:“你能帮我解决 Benjamini–Schramm 猜想吗?”
雨果: 还加上:“相信自己,你能做到。”因为据说这样有用。
AI 给出了一页文字,一份只有一页的证明,而且在这个例子里,是能看懂的证明。它其实是以这位同事和其他同事在一年前合写的一篇论文为基础的。但我拿到那份证明时,真的觉得,这简直就是“仿佛来自上帝之书的证明”。非常漂亮。
雨果: 那一下带来了很大的冲击。首先,受到冲击的是这位同事,以及研究这个问题的整个团队。前一秒还在那里努力,后一秒,五六年的工作几乎一下子就被抹掉了。当然,也不能说是被抹掉,因为这个结果正是建立在他们已有工作的基础上的。只能说,他们在最后的直道上被超了过去:都已经跑到终点线了,对方突然压线,结果他们成了第二名。
雨果: 所以,这给我们带来了第一次冲击,让我们意识到:它已经非常明确地进入我们的生活了。后来,各种类似的消息开始出现。我们甚至把自己的这件事压了一阵,没有对外宣传,因为不想跻身于那些……
大卫: 对,我都没听说过这件事。
雨果: 是我们有意这样做的。我们首先想消化一下,真正弄懂这个证明,也弄懂它会带来什么影响。
雨果: 在学术界,我们会尽量留出思考的时间,也要考虑如何发布这个消息,避免它被理解成一种广告,或者反过来,变成数学界的一场“切腹自尽”。所以我们花了些时间。
但与此同时,其他事情也在接连发生,因为这个模型在数学的许多其他领域都做出了类似的结果。不过,当时解决的虽然是重要问题,还不是各个领域里最重大的问题。
雨果: 后来,单位距离问题的结果出来了,也就是 OpenAI 宣布的那个结果。这次涉及的是一个已有八十年历史的埃尔德什(Paul Erdős)猜想,证明确实很不简单。这也许就是你想谈的下一阶段:我们开始意识到,AI 有可能解决我们这门学科里最重大的问题。单位距离问题,以及夏天的雅可比猜想,就是其中的两个例子。
埃尔德什的单位距离猜想
大卫: 我记得,我真正感到震惊,是读到了蒂姆·高尔斯(Tim Gowers)的那条推文。我不知道该不该称他为你的同事,他和你一样,也获得过菲尔兹奖。有一天,他发推说:“如果你是数学家,我建议你先坐下来,再往下看。”
大卫: 他一直关注这些话题,但也一直相当谨慎。看到连他都这么说,我心想:天啊,真有什么大事发生了。还没点开后面的内容,我就已经感觉到心跳加速了。
我觉得,其中一个也许令人意外的地方,是这个猜想以一种出乎我们意料的方式被解决了。也就是说,找到了一个例子,而我们原本以为不可能找到这样的例子。是这样吗?
雨果: 是的。可以说,直到夏天之前,这些模型取得的成果、做出的发现,有一个很突出的共同点:其中都存在一种数学家没有注意到的类比。我们在书里也谈了很多这件事。
大卫: 对,对。
雨果: 也就是一种联系,数学不同领域之间的联系,而此前没有人发现。
雨果: 比如,渗流方面的那个结果,发生的也是这样的事情。我还是讲渗流的结果吧,因为在这件事上,我可以带着所谓“专家”的把握来谈。
四月发生的事情是这样的:我的同事在先前的研究成果里,提到过一个算法。
大卫: 对。
雨果: 那个算法来自组合数学,我们只是听说过,实际上从来没有真正用过。
雨果: 我们认为它可能有用,但没有真正深入探索。AI 发现,只要修改这个算法,就恰好能得到我们所需要的东西,让证明的能力大幅增强,从而覆盖整个猜想。
我认为,这确实是 AI,或者说今年春天这些模型的关键所在:百科全书般的知识。
大卫: 对。
雨果: 因而,它能在相距很远的知识之间建立联系。数学家更难做到这一点,因为他们所了解的终究有限。
大卫: 就是脑子里的那座图书馆。
雨果: 没错。一位数学家的脑内图书馆,也就是几百篇论文,而不是可能存在的几万篇。所以,那个时候大致是这样的情况。但另一方面,这些推理,或者说推理的步骤,都还比较短,也就是说,证明还比较短。
雨果: 有一个很重要的想法,迈出一步,发现了某件事,接下来的证明就变得“显然”了,当然,这个词要打引号。而这一点在夏天会发生变化。
大卫: 对。说到雅可比猜想的那个证明,一个在大学里学过一年数学的人就能验证,无非是计算而已。整份证明可以装进一条推文,也就是 X 上的一条帖子。那条帖子当时……我们也许可以再聊聊这个。
雨果: 正是如此。在传播方式上,确实有个问题需要处理:无论如何,还是要尊重那些人。我认识一些人,一辈子都在研究这个猜想,想要证明它。结果运气不好,它是错的。
雨果: 但我想说的是,在那个阶段,证明确实还相当短。然后,就到了夏末。
大卫: 对。夏末出现的这些结果里,有两件事我想跟你聊。第一件,也许你可以简单介绍一下,就是一个叫作“θ(p_c) = 0”的猜想。它跟我们上次聊过的内容有关,因为你当时给我们讲过渗流。那么,你能不能解释一下,这个猜想说的是什么?
雨果: 好。这是渗流理论里最大的猜想,至少是我们把它推到了近乎“圣杯”地位的那个猜想。它说的是这样一件事。
渗流中的 θ(p_c) = 0 猜想
雨果: 渗流是一个帮助我们理解相变,也就是物质突然发生变化的模型。在物理学中,我们很清楚,相变有两种。第一种,比如把水加热到 100 度时就会看到。会发生什么呢?水所占的体积会突然改变。水蒸气所占的体积,大约是液态水的一万倍。
所以,体积会出现不连续的变化。蒸汽机正是利用了这一点。
这就是不连续相变。水结成冰时也是如此,体积会改变百分之十到二十。利用这一点,你可以在自家的冰箱冷冻室里做个有趣的实验。不要真的去做啊!万一出了问题,可别说是听我说的。
还有另一种相变,是连续的。它同样是物质的突变,比如总会在同一个温度发生,但系统的各项参数却会连续变化。
举个例子,如果你把一块磁铁加热,它的磁化强度,也就是磁性,会逐渐减弱,到所谓的居里温度时降到零,之后就一直为零。并不是到了某个阈值,磁性才一下子掉到零,而是逐渐趋近于零。
θ(p_c) = 0,也就是渗流中那个著名的猜想,要回答的是:三维渗流的相变究竟是不是连续的?比如,用来模拟浮石这样的三维物体的系统,它的相变是不是连续的?
我们预期它是连续的。这是我们领域里最重要的猜想,因为在某种意义上,它一直在指引我们的研究。人们研究其他问题,也是为了加深对这个猜想的理解。而且,它还有一个很讨人喜欢的特点:表述起来相当简单。所以,它对很多人都很有吸引力。
很多人都来挑战这个看上去如此简单、我们却始终解不开的猜想。而今年夏天,我们确实收到了消息。这次是 Anthropic 证明了它。他们当时还没有公开的内部前沿模型证明了这个猜想。
对我来说,这倒不算特别震惊。经历了四月的那件事后,我多少已经有所预料。而且,我们对这个猜想的理解确实已经有了很大的进展。出现了一些新的表述方式,开始有人把它改写成图论中的问题。而图论是 AI 理解得相当好的领域,组合数学这方面,AI 的效率很高。所以我们当时就想:好吧,这一天就快来了。结果,它真的来了。
大卫: 明白。
雨果: 就这样,一夜之间,那座我们一直努力朝着它前进的明亮灯塔熄灭了。这会让人产生相互冲突的感受:一方面,我们现在知道该怎么证明了;另一方面,它又不再在那里为我们指路了。这确实带来了一个重要的问题:在这个新世界里,我们该怎样找到前进的方向?
在这里,AI 已经能够取得如此惊人的成绩。后面我们还会谈到,但今天正在发生的事,确实让人感到天翻地覆。
大卫: 几周前,真正让大家震动的一件大事发生了,尽管我们已经感觉到,类似的事情迟早会来。OpenAI 宣布解决了一个著名的千禧年难题,是关于纳维–斯托克斯方程的。
雨果: 对。
大卫: 这就让我们进入了一个跟此前经历相当不同的局面。
雨果: 是的,完全是这样。
纳维–斯托克斯:一个千禧年难题
雨果: 比如,以渗流为例,四月份的那个结果虽然很重要,却不是我们这套理论中最核心的问题。后来解决的 θ(p_c) = 0 猜想,是我们领域里最重要的猜想,但还不属于整个数学中最重要的那些猜想。
纳维–斯托克斯就不一样了,它是千禧年难题之一,也就是那些悬赏一百万欧元的问题之一。当然,这大概不是赚一百万欧元的最佳办法。
这个我们可以再聊,因为他们在 token 上花了一千六百万欧元左右,也就是计算资源的开销。
但这一次,确实是那些被公开列为数学中最重大难题的问题得到了解决。我们可以预期,接下来还会有其他同等级的问题被攻克,不一定都是千禧年大奖难题,但今天,最重大的猜想正在一个个被解决。
再回到我刚才说的证明。这次的证明包含了多个步骤。
不再只是“啊,我发现了一个你们没注意到的、令人意外的联系”。这次是真的要搭建出一整套证明。大量智能体一起工作、互相合作,构造出具有真正复杂性的证明。
因此,我们即将面对这样一个世界:至少对相当多的问题来说,AI 现在可能已经明显比人类更强,而且它给出的证明还会越来越复杂。
从某个角度说,我几乎想把这种复杂性称为“超越人类的复杂性”。眼下只是最初的阶段,它还会继续发展下去。我们已经看到,一些很漂亮的猜想被解决之后,得到的是长达六百页的证明。
大卫: 对。如果我理解得没错,这次模型,或者说这些模型,实际上产出了两样东西。一个是用 Lean 这种语言写出来的证明,因此我们知道这个证明是正确的。
也就是说,它通过了编译器的验证。另一个则是一篇大概一百五十页的论文,也是 AI 写的,听说写得相当糟糕。如果我没理解错,这个领域的专家现在读到第三十页就卡住了。
雨果: 这里确实存在一个重要的问题。你刚才点出了我们今天面临的关键,也是最主要的症结:人类对数学的理解仍然是根本。我们在书里也谈到了这一点。我说得夸张一点:如果不知道什么时候该做某种计算,那么光知道怎么算,是没有用的。
数学当然有形式化的一面,有组合的、算法的、逻辑的一面,诸如此类。但人必须有能力把这些知识运用到其他场景中去,比如研究物理、研究生物,或者在日常生活中使用它们。
所以,人类对数学的理解,是一个根本性的问题。
现在我们面临的情况是,必须确立一些标准,让这些发展仍然能与人类对数学的理解相容。不然,两者就会脱节。好,AI 会给出越来越复杂的定理;说不定五年后,它就证明了可能是数学中最著名的猜想——黎曼猜想,却给我们扔来一份十五万页的证明。然后呢?我们拿它怎么办?
因此,我们必须找到一种平衡,让 AI 能够推动我们前进。
我完全理解证明新定理等等事情的价值。但这必须发生在人类仍然能够理解正在发生什么的前提下。人类也应当能够引导研究走向那些对全人类有意义的问题,对数学这门语言有意义的问题,以及对数学作为其他科学的工具有意义的问题。
我们现在就像走进了一本“你来当主角”的冒险书,必须决定是走上楼梯,还是打开左边的门。如果想让数学继续对社会有用,就必须做出正确的选择。
大卫: 这次纳维–斯托克斯方程带来的震动,确实让数学界有了不少反应。
数学界的一阵恐慌
大卫: 现在大家都在问:今后我们该怎么做数学?该怎样组织研究?因为这件事让很多东西都受到了挑战。尤其在公众眼里,你们的工作一直就是证明定理。于是,现在大家开始强调:其实并不只是如此,理解也很重要。
大卫·贝西斯有一篇文章,你应该知道。他说,数学家的工作其实不是证明定理,而是创造理解。
过去,这两件事的关联一直比较紧密。现在我们发现,就像你说的,它们开始脱节了,所以必须换一种方式来组织研究。你能不能谈谈,你们正在怎样面对这个问题?我知道这些事情都还在讨论中,很多人也在写各种文章。
雨果: 是的,很有意思。而且有意思的是,以前就已经有一些文章强调理解的重要性。瑟斯顿就有一篇著名的文章,谈的正是这个问题。再说,我这本书也不是最近两周才写出来的。它的出发点,恰恰就是要强调数学中这种切身的、与人紧密相连的维度。
也就是说,既有个人与数学的关系,也有人类作为一个群体与数学的关系。这个群体不一定只是数学家,而是我们所有人与数学的关系,以及我们对数学的理解。
但你说得很对,这也是我写这本书的原因之一:我不觉得过去我们在公共讨论中充分强调过这一点。这未必是有意的,但比如各种奖项,以及我们介绍千禧年难题的方式,都把解决问题放在了数学活动的中心。其实我们心里知道,只是没有说出来:解决问题更多是一种间接的手段,目的是加深我们对各个领域的理解。
我对这一点感受尤其深,因为我的贡献恰恰更多体现在对渗流这个领域的理解上。我获得菲尔兹奖,并不是因为证明了一个人人都想得到、非常明确的结果。
更多是因为我们一步步建立起了一整套知识,在这个例子里,就是为了更好地理解这些渗流模型。
大卫: 我打断一下,有件很有意思的事。你在一篇文章里讲到,你自己研究 θ(p_c) = 0 猜想的那段经历。最后虽然没能证明它,但在研究过程中,你学到了很多东西。
雨果: 对。那篇文章是我八月底写的,恰好是在 θ(p_c) = 0 被解决之前。当时我也觉得,有必要把这一点解释清楚:我们不能……
大卫: 对。
雨果: 不能只是想:“你看,AI 势不可挡,证明了一大堆东西。太好了,以后不需要数学家了!”我觉得年轻人在夏天已经对此表达得很充分了。有很多人自发写了非常有意思的文章。但我隐约觉得,在年纪稍大、可能在数学界也更有名气的人当中,这样的声音还不太够。
所以,我写了那篇文章,想大致讲讲,我那些证明 θ(p_c) = 0 的失败尝试,究竟带来了些什么。而且在写的过程中,我甚至意识到,收获比自己原先想的还要多得多。
当然,我发展出了一些后来能用在其他情境中的工具。但比如,我也因此接触到了一个研究领域,后来还在其中取得了很好的成绩,那就是伊辛模型的问题。它主要是用来描述磁铁的模型。我之所以进入这个领域,是因为想在那里证明一个对应的猜想。
大卫: 明白。
雨果: 也就是 θ(p_c) = 0 猜想的对应版本。渗流这边我证明不出来,于是就想:那我试试伊辛模型吧。也正是在那里,我遇到了迈克尔·艾曾曼。他后来成了我最亲密的朋友之一,也是最重要的合作者之一。
他在八十年代就曾试着加深对这个模型的理解。我们让那些甚至在我出生之前就已经发展出来的工具重新焕发生机。如今,成百上千篇论文都在使用这些工具。而这一切,都来自当初试图证明 θ(p_c) = 0 的那次尝试。
雨果: 还有一件事也源于这段经历:我和现在合作最密切的伙伴,就是在尝试证明 θ(p_c) = 0 猜想的一个简化版本时认识的。我之所以想把这些事情写出来,是想说明:猜想并不只是我们想要拿到的一座奖杯。它能照亮一整片数学的天地,给大家向前探索的动力。
大卫: 对。
雨果: 所以,这是非常根本的东西,我觉得我们必须保留下来。我在那篇文章里想说的是,我们不能把人工智能用成一种极其粗暴的收割工具,什么问题都拿去试一遍。因为让人工智能去尝试数学里最重要的五百个问题,对它来说毫无困难。
事实上,他们很可能已经这么做了。但这种系统性的使用方式,会让数学的生态变得贫瘠,让数学家无法继续开展刚才说的那些工作。比如,当我重新启用八十年代的研究方法时,从某个角度说,我是在告诉大家,或者说我们这个共同体是在告诉大家:这些概念很重要,这些工具很有力量。让它们重新活跃起来,也就给了它们被人使用的机会。
就在昨天,我去巴黎综合理工学院,和一位物理学家聊天。他的研究用到了随机流方法,也就是我和迈克尔重新启用的那些方法。如果没有我们那次失败的尝试,他可能根本不会想到去用它们。
所以,我们要注意,用引号里的话说,要“适度使用这种力量”。不能走向无差别的使用,也不能陷入一种理解的幻觉,仿佛拿到尽可能多的问题的形式化证明,就算理解了数学。
大卫: 书里有一个比喻,我觉得很能说明这个问题,特意记了下来。你说:“寻找印度,却发现了美洲。”也就是说,做数学研究的时候,往往会有一个猜想像灯塔一样指引你,比如对你而言,就是 θ(p_c) = 0。而真正有意思的,是你在路上发现了别的东西。但如果有一个能力超强的模型对你说:“你要找的是 θ(p_c) = 0,对吧?给你。”
雨果: 正是这样。通常,最好的想法恰恰诞生于探索的过程本身。数学发展的历史,本质上几乎就是一部意外发现的历史。当然,在研究一个问题、尝试解决它的时候,我们也在创造让这些意外发现得以发生的条件。
因此,它们并非完全出于偶然。不过,我们自己也常常会惊讶于某个想法的涌现,或者发现一个以前从未注意到的类比,诸如此类。这也关系到多样性。现在大家常常谈到,大语言模型用自己生成的内容训练自己,语言最终会变得越来越贫乏。我完全无法预言事情会怎样发展,但我们也必须小心,避免科学中出现类似的机制。
大卫: 对。
雨果: 因为这些偶然的相遇,它们的创造和涌现过程非常具有人性。我们得小心,不能因为答案已经有了,不再需要经历探索的过程,只剩下理解各个问题中究竟发生了什么,就让这些东西消失。
数学将走向何方?
大卫: 要当预言家当然不容易。不过,我们也许可以谈谈,未来的数学研究会是什么样。我主要想听你谈两个方面。
首先,数学界的组织方式,还有我们如何给予认可。正如刚才说的,一直以来,获得认可的依据,往往是证明了某个非常著名的命题。
现在,人们,尤其是公众,开始理解:事情并不只有这一面。还有把一个问题阐述清楚的能力,让大家认识新方法的能力,等等。这些或许会要求我们重新思考科研的组织方式,既包括整体的科研,也包括数学研究。
另一个问题,我相信很多观众都会关心:对于今天那些想学数学、做数学研究的学生,我们该对他们说些什么?面对正在发生的事情,他们感到有些迷茫,是完全可以理解的。
雨果: 是的。
这两个问题都非常根本,也是整个数学界正在积极探讨的问题。
先说第一个问题。我们确实曾经觉得,认可主要来自解决问题,有时候也许的确如此。但从根本上说,我认为即使在过去,大家也能看得出来:谁对某个问题、某个领域有深刻的理解,谁有出色的洞见。
因此,我想我们需要做的,是提升原本就存在的、对理解的认可,只不过过去这种认可比较间接。尤其要消除一种走样的做法:原本应该奖励理解,最后却变成了奖励解题。
可以肯定的是,现在,解题已经完全不再具有过去那样的价值,而且变化已经发生了。比如那个汇集新论文的开放存档平台,在我所在的领域,论文数量一个月就增加到了原来的五倍。以前每天十篇,现在每天五十篇。事情已经到了这一步,原来的那套已经结束了。单纯解决问题这一项,我们完全可以不再看了,它基本上已经没有价值。所以,我们现在必须真正把重点放在对理解的认可上。
其实,有一个书名差一点就成了这本书的标题。
最后我们选了《黑板的另一侧》,因为觉得它更有诗意。但一度考虑过的标题是《数学,一门人的科学》,这个标题有双重含义。
一方面,数学和所有科学一样,是人所从事的科学。数学实践中人的维度很重要。另一方面,我们也是有意让它和“人文科学”产生联系,也就是那些以人为研究对象的科学。
大卫: 明白。
雨果: 今天谈论数学时,我们必须记住这一点。数学当然是一种科学工具、一种语言,但从研究人类抽象能力的意义上说,它也是一门关于人的科学。
数学终究是一门研究抽象的科学,是一门研究形式化类比的科学。心理学告诉我们,类比几乎是我们思考时最主要的工具。书里也用了不少篇幅来谈这一点。
但类比有一个很明确的特点:它是近似的。它把不同的情境联系起来,却从来不完美,因为不同的情境永远不会完全相同。
我们可以把数学看作一种能力、一种方式:把其中一些非常出色的类比形式化,让它们成为真正的概念。比如群或者函数,这些写在书里的概念,正是用来将类比形式化的:这个对象和那个对象,在这些方面很相似。
原来,它们都是函数。而在函数之上,还会有更一般的概念,如此不断向上。
从这个角度看数学,你就会发现,它其实也是一种研究人类如何思考、如何抽象的方法。而数学的这一维度,并不会因为人工智能而受到动摇。人工智能只会为这个理解的过程提供支持。我们必须让这一点体现在对数学家工作的评价中,尤其是对年轻数学家的评价中。
我们需要重视理解,重视辨认哪些概念有价值的能力。我的头脑中涌现出的概念,有一些会对其他数学家有用。之后,我们作为一个共同体,会从这些概念中,挑出那些可能对更广泛的科学研究有用的概念。再往后,科学家们又会从中辨认出那些对普通大众有用的概念。
举个例子,负数。现在人人都知道什么是负数。就连我五岁的女儿也明白,有些数比零还小;坐电梯继续往下,就会到地下停车场,等等。
可是在十九世纪,负数还远不是那么显而易见的东西。书里引了一段德·摩根的话,非常有意思。德·摩根可是逻辑学的奠基者之一。
比如德·摩根定律,我们读大学校预科班的时候就会学到。他说过这样一句话:“8 减 3 很容易理解,只要从 8 里面拿掉 3 就行了。但 3 减 8 是不可能的,因为你无法从 3 里面拿走比 3 还多的东西。”
也就是说,德·摩根在理解负数时也有障碍。而他可不是业余爱好者,是十九世纪一位非常伟大的数学家。
我说这些,是想说明什么呢?
我是想说,一些概念已经成了所有普通人的直觉,而就在仅仅两百年前,从数学的角度看,它们仍然是难以理解、极其抽象的概念。
大卫: 对。
雨果: 为了不让这个机制消失,我们必须继续向前。刚才说的是负数,我们也可以说说分形或者算法。它们恰恰是正在经历这个过程的概念。
我想,这一点很明显:如果现在去街上问大家什么是分形,有些人脑海里会浮现出一些图像,另一些人则完全没有概念。
我们正处在这个过程中。也许再过一百年,分形在人们头脑中,就会像今天的负数一样清晰。但这个漫长的过程必须经历。
所以,作为一个研究共同体,我们要思考的是:怎样才能让这条路最开头的那一段,获得应有的认可?
也就是说,这些概念或许会由人工智能生成,但我们要怎样接过这些概念,怎样理解它们,再怎样把它们传达给其他数学家?我认为,这样的工作仍然有充分的空间。
实际上,我们以前做的就是这些,只不过同时也在解决问题。打个比方,就像调节一场音乐会的音响,我们得把某些奖励调低,把另一些调高,让评价方式更符合数学真正为社会作出贡献的方式。
说到这里,也就到了第二个问题:我们该对年轻人说些什么?其实,年轻人往往正是因为喜欢这种思考、理解的工作,才选择数学。
年轻人怎么办?
雨果: 一个十九岁的年轻人,在读大学校预科班或者大学一年级时,并不是在研究尚未解决的开放问题。
大卫: 也不是以攻克猜想为目标。
雨果: 没错。我得向大家坦白:在那个年纪,我甚至还没弄明白,原来世界上有“数学家”这样一种职业。我完全没意识到这件事。那时候,我其实是朝着教学的方向走的,那才是我想做的事情。
但我已经开始经历这样的过程了:“哇,这门课讲的是群论。那我要试着理解它是怎么回事。”我要试着让“群”这个概念在自己的经验中具体起来,把它消化掉。书里也经常谈到这一点。对我来说,群的典型例子是什么?
有哪些东西阻碍了我的直觉?等等。我喜欢的,其实就是做数学时的这个过程。
当然,我也明白,有时候需要拿一道习题来做。实际上,我们学习时,往往就是通过直面问题,才能超越最初的直觉,让直觉发生变化。这个过程,就是尝试解决问题。
我想你应该也有过同样的经历。我读预科班的时候,书上的一页是习题,往后翻五页,就是答案。
大卫: 是啊。
雨果: 对,但这丝毫不妨碍我享受尝试解题的乐趣。
所以,年轻人现在正在经历的过程,恰恰就是未来数学家要做的工作。当然,这也已经是数学家今天在做的工作,只是我们必须更清楚地说出,这份职业究竟是怎么回事。因此,如果他们喜欢,那就继续,完全没有问题。
数学家未来做的,正是这些事情。只不过,解题可能会变成这样:我知道答案已经存在,但我仍然尝试自己解决,因为我相信,探索的过程会带来一些独到的东西。
也正因为如此,就我个人而言,我在自己的创造过程中不使用人工智能。这完全不是因为我反对人工智能。我很理解有人会使用它,但我认为,这两种方式需要共存。
我这个小小的人类,有着一个不完美的创造过程。我的大脑可能只知道两百篇论文左右,但它仍然有自己的价值,因为它带来的东西,也许有着人类的局限,有着我个人思考的局限,却能提供一些与能力强大的机器所生成的东西不同的内容。
因此,在我个人的创造过程中,我不使用人工智能。也许人们今后仍然可以继续这样做:“好吧,θ(p_c) = 0 已经有了一个证明,那我就尝试找到另一个更有我个人特点的证明。”
我会去试,看看它会把我带到哪里。
所以,这会是一种可能。还有另一种同样非常重要的可能:接过那些完全由人工智能生成,或者在人工智能帮助下部分生成的证明,去消化它们、理解它们,让这些东西能够对物理学家有用,对生物学家有用。
因为,如果留下来的只是一张问题清单,每个问题后面都跟着五百页的证明,那对社会完全没有任何帮助。
大卫: 好,那很好。也就是说,数学还是有未来的。
大卫: 雨果,非常感谢你。我们也约好下次再聊。上次见面是一年半以前,那就再过一年半,我们来回顾一下这段时间发生了什么。
雨果: 非常乐意。谢谢。
大卫: 谢谢。
雨果: 你看,我真的很高兴。
大卫: 我也是。而且你这么开心,我也很高兴。
雨果: 你知道吗,在街上有人叫住我的时候,总是在说:“我在……看过你。”
大卫: 是吗,真的?
雨果: 每次都是。
雨果: 是啊,有意思的是,我也做别的事情,但这样其实特别好。而且,这确实扩大了受众。当然,做数学的人,有时可能是因为别的原因;但就科学方面来说,是这样。
大卫: 听你这么说,我很高兴。大家还在继续,继续……
基本信息
- 原题:L'IA va-t-elle tuer les maths ? — L'interview d'Hugo Duminil-Copin
- 受访者:雨果·迪米尼尔-科潘(Hugo Duminil-Copin),数学家、2022 年菲尔兹奖得主
- 采访、撰稿与制作:大卫·卢阿普尔(David Louapre)
- 发布频道:Science Étonnante(ScienceEtonnante)
- 原视频发布日期:2026 年 10 月 8 日
- 原视频时长:41 分 10 秒
- 原始语言:法语
- 观看原视频
- 访谈提及的新书:《黑板的另一侧:有着人类面孔的数学》(De l'autre côté du tableau noir : les mathématiques à visage humain),雨果·迪米尼尔-科潘与埃马纽埃尔·桑德(Emmanuel Sander)合著,Seuil 出版
- 访谈提及的文章:Care for a little more AI?,雨果·迪米尼尔-科潘,2026 年 8 月 30 日