
印度天才数学家拉马努金,1887-1920
近年来,从 AlphaProof、AlphaGeometry 到 OpenAI、Gemini 在 IMO 竞赛中达到金牌水平,再到 Aristotle 系统在 Lean 形式化证明上的突破——AI 在数学推理领域的迅猛推进,给数学界乃至教育界带来了极其深刻的冲击。
非常自然,人们开始困惑:如果机器比人类更能算、甚至能证明困难的竞赛题,数学家的生存空间是否被压缩了?数学专业又该如何变革?
思考这些问题时,我脑海里浮现出两个具体的疑问。这得从一百五十年前的大天才数学家拉马努金(Srinivasa Ramanujan)说起。拉马努金一生留下了三四千个数学结果,多以公式、恒等式或方程的形式呈现。然而他的数学论断似乎是依赖神迹般的直觉,极少给出严密的证明,这些结论便以“猜想”的形式散落在他的手稿与笔记本中。
破解拉马努金遗稿,AI 能否大显身手?
我对拉马努金的认知十分有限,深度也就比电影《知无涯者》(The Man Who Knew Infinity)的情节稍多一点。但我“猜想”,如果将 AI 运用得体,在拉马努金猜想这个领域极可能大有所为。理由有三: 第一, 破译“私人密码” 拉马努金的手稿充斥着他的独特表达,对我们而言犹如远古代码。他习惯用一套只有自己懂的“私人符号”来表达极度深邃的结论。后人破译表明,他绝大多数看似荒诞不经的猜想,居然都是繁复而极其精准的真命题。AI 出场的第一重价值,就是扮演“译码员”,去解析和重构拉马努金的符号语言。 第二,海量算力与“暴力”验证 AI 能够不惜代价地运用暴力搜索(brute force),进行高精度的数值验证或寻找反例。这极其适合批量检验猜想公式,并在浩瀚的符号推演树中,自动寻找缺失的推导环节。
第三,形式化证明工具的技术赋能 拉马努金遗稿中充斥着大量复杂的级数、无穷连分数与模形式恒等式。上百年间全靠 Bruce Berndt 等学者,倾尽数十载心血逐一补齐逻辑证明。如今,借助 Lean 形式化证明系统(如 Mathlib 库),AI 能将这些颇为繁复的公式转化为严密的形式化逻辑代码;再结合符号计算(CAS)与自动策略搜索(Tactics),AI 能够在严格的逻辑公理框架下,自动补全恒等式两端复杂的代数变换与收敛性证明,大幅缩短人类学者人工校核的周期。
在以上这三件事上,AI 应该有用武之地。尤其在“破译密码”与“海量试错”上,AI 确实展现出了无与伦比的辅助威力。
宝山耶?无底洞耶?挖掘拉马努金,不适合所有人
这便引出了我的第二个思考。 大约十几年前,我的一位专攻解析数论的学生对拉马努金迷得不行,临近博士论文选题时跑来问我:“老师,我想以研究拉马努金的某个遗留问题作为博士论文,行吗?” 我看着他,沉吟了足足五分钟。答案在我心里清清楚楚,我只是在琢磨怎么才能不把冷水浇得太狠。最后我直率地告诉他: 第一,我不懂拉马努金,提不出高明意见; 第二,你若真能解出其中一个问题,水平绝对够得上博士论文; 第三,至于该不该把它当论文做?坦白说:不!设身处地,将心比心,我自己就不愿把大把青春耗在上面。我更希望你去做主流数学界关注的、活跃而有生命力的新课题。
幸运的是,我的这位学生情商也不低,与其论文导师相处融洽;那位导师非常尽责,在他进退两难时拉了他一把,将他引向密码学领域。方向正确,此人后来大有作为。
无独有偶,我还有个熟人也是读解析数论的,把拉马努金遗稿当成现成的“题库”,以为择一攻之即可。但他远没有我那位学生幸运,他的导师给足了自由,却没有给他认真的指导。虽然他最后拿到了博士学位,却没能解决任何真正的拉马努金猜想,只做了点外围的铺垫工作。这直接导致了他后来的学术困境——宛如孤身流落荒野,找不到像样的学术切入点。大问题啃不动,小问题发不出,高不成低不就,大半辈子都陷入了极其尴尬的境地。
事实上,拉马努金遗稿绝非无人问津的偏门古董,而是现代数论、模形式、组合数学乃至于量子物理学共同的“超级矿山”。在拉马努金这座宝山里挖出名堂的也大有人在,如 George Andrews、Bruce Berndt、Don Zagier,个个名震一方。
这就应了那句俗话:“没有金刚钻,别揽瓷器活。”拉马努金是“神仙”一般的存在,即使如今有了 AI 辅助,想要研究他的遗留问题,依然需要自知之明与量力而行。
结语
回到开篇的困惑。AI 的崛起带来了前所未有的算力与推演效率,能帮我们开采荒野中的宝山;但它终究无法代替人类做出战略性的学术抉择。
在 AI 能够轻松搞定‘计算’与‘补全推导’的时代,对年轻数学家而言,最核心的品质绝不再是‘做题家’式的硬啃孤题,而是在浩瀚的数学大海中,能够审时度势地选择真正具有生命力的方向。
工具越是强大,人的选题眼光与战略定力,反而越发成了不可替代的决定性力量。
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