数学家这次真的有点坐不住了。
10月6日,OpenAI突然公开了一批由内部AI模型完成的数学研究成果。
722篇数学文稿、372组研究成果、约4000道测试问题。
涉及数论、代数、几何、数学物理、理论计算机科学等多个领域,其中包括一批数学家研究多年的开放性难题。
更惊人的是,OpenAI公布,这些研究结果平均每组消耗的计算量,相当于ChatGPT Pro约3小时的思考计算量。
10月7日,国际顶级科学期刊《Nature》直接以“OpenAI一次性发布700多篇数学预印本,数学家们群情激愤”为题进行了报道。
一些数学家为AI取得的进展感到兴奋,另一些数学家则公开表达了愤怒和担忧。
以前大家讨论AI抢程序员、设计师的工作,现在连研究最抽象数学问题的数学家,都开始面临挑战。
一个更现实的问题也来了:
AI连数学研究都能做了,花三四年读数学本科,未来还有竞争力吗?
01
722篇数学文稿,AI究竟做到了什么程度?
这次AI挑战的,已经是数学研究的前沿。
以前我们常看到AI在数学奥赛、高考数学或者大学数学考试中取得高分。
这次完全不同。
OpenAI将内部前沿模型用于约4000道开放性研究问题,最终整理出372组成果、722篇文稿。
这些问题,许多至今没有公认的完整解答。
例如,OpenAI公开的成果中包括一个关于圆周率π无理性指数的研究。
π是无限不循环小数,这个结论大家在中学就学过。
但数学家还在研究另一个问题:究竟能用分数把π逼近到什么程度?
背后涉及复杂的数论理论,也是此次AI研究成果涉及的方向之一。
再看一个更有名的领域:黎曼ζ函数。
它与著名的黎曼猜想密切相关,而黎曼猜想是数学界最重要的未解难题之一。
OpenAI此次公开的文稿中,包含黎曼ζ函数零点自由区域的研究结果。
这项工作涉及黎曼猜想相关数学结构,但距离完整证明黎曼猜想还有区别。
此外,成果目录还涉及Mahler猜想、Kaplansky猜想、量子海森堡铁磁体中的自发磁化问题等。
OpenAI甚至专门公布了其中10组研究成果的推理过程摘要,供数学界分析。
最让人震惊的,是AI开始以规模化方式参与真正的数学发现。
过去,数学家可能用数年时间寻找一条证明路径。
现在,研究者看到的是一款尚未公开的AI模型,在短时间内产生了数百组研究结果。
当然,372组成果不等于372个著名数学猜想已经被完全攻克。
OpenAI官方仓库说明,部分证明经过Lean形式化验证,其余成果处于不同验证阶段,还需要进一步核查和修订。
即便如此,这次发布已经足够让数学界重新思考AI的能力边界。
而数学家真正激烈的反应,还在后面。
02
数学家为什么愤怒?
这次OpenAI发布数学成果之后,最有意思的现象出现了:
AI取得进展,数学家却未必都感到高兴。
《Nature》《卫报》以及WIRED等媒体相继报道了数学界的争议。
其中一个担忧相当现实:
数学家正在研究的问题,可能突然被AI抢先给出答案。
传统数学研究,一位学者可能花费几年时间研究某个猜想。
研究过程中需要查阅大量文献、尝试不同方法、反复修改证明。
如果某家科技公司的内部AI模型提前完成了相关证明,甚至一次公布上百项研究成果,原本正在攻关的数学家就可能受到直接影响。
研究优先权、论文署名、学术评价,都可能出现新的争议。
第二个问题更加棘手:AI写出来的数学论文,谁负责检查?
这次OpenAI一次性公布722篇文稿。
即使其中大部分结论正确,数学家也需要花费大量时间阅读、理解和检查这些复杂证明。
更何况,数学论文的价值不仅取决于证明是否成立,还包括研究有没有真正的新意、能否推动后续理论发展。
10月6日,独立的数学与人工智能咨询小组AGMAI专门发表声明。
该小组表示,公开成果只是第一步,接下来还需要数学界理解、评估,并将真正有价值的内容纳入数学知识体系。
值得注意的是,这个小组成员中有多位世界顶尖数学家,包括剑桥大学相关学者、菲尔兹奖得主Timothy Gowers,以及与帝国理工有关联的菲尔兹奖得主Martin Hairer。
他们关心的一个核心问题是:
未来数学研究,会不会越来越由少数掌握顶级AI模型和计算资源的科技公司主导?
目前,产生这些成果的OpenAI内部模型还没有全面对外开放。
大学研究团队可以阅读公开文稿,却未必能够使用相同能力的模型开展自己的研究。
这可能进一步改变大学与科技企业之间的研究资源格局。
更深层的变化,是数学家的工作内容。
证明探索、计算验证、寻找反例等任务,正在成为AI能够参与的研究环节。
数学家未来可能需要花更多精力提出研究问题、判断成果价值、建立理论联系,以及理解AI得到的结论。
对准备选择大学专业的学生来说,这场争议释放出了一个强烈信号:
数学研究正在被AI重塑,数学毕业生未来的职业竞争也可能发生变化。
03
数学专业还值得读吗?先看看毕业后到底能干什么
很多家长对数学专业有一个误解:
读数学,本科四年都在研究定理,毕业后只能继续做学术。
实际上, 数学专业的就业出口早已远远超出大学研究机构。
以牛津大学为例。
牛津数学本科官网明确列出了大量应用数学方向:股票市场、量子理论、相对论,以及通过数学解释现实世界中的自然现象。
其本科课程也并非只有传统的微积分和代数。
第一年就覆盖代数、数学分析、概率统计、几何、动力学和多元微积分。
进入高年级,学生还可以接触深度学习、信息论、图论、数学金融相关应用、统计机器学习等方向。
其中,Deep Learning(深度学习)已经出现在牛津数学本科的高年级可选课程名单中。
数学正在与AI高度融合。
再看帝国理工。
除了传统Mathematics本科,帝国理工还提供Mathematics with Statistics for Finance等专业方向。
学生可以把数学、概率统计与金融分析结合起来,未来进入量化金融、风险管理、金融科技等行业。
UCL则提供 Mathematics with Economics本科。
课程以数学为核心,同时引入经济学知识。
学校列出的潜在职业领域包括金融服务、风险分析、交易、信息技术、科研及相关行业。
数学专业毕业后,至少有三条值得关注的发展路线。
🔴第一条:数学+计算机/AI。
适合对算法、机器学习、人工智能研究感兴趣的学生。
高等数学、线性代数、概率统计、优化理论,都是理解现代AI的重要基础。
但需要注意,掌握数学并不自动等于具备AI研发能力。编程、算法和计算机系统知识同样重要。
🔴第二条:数学+统计/金融。
对应的职业包括量化研究、风险建模、精算、金融数据分析等。
比如,金融机构需要对市场风险进行建模,通过概率和统计方法分析不确定性。
这些岗位对数学能力要求较高,同时也需要金融知识和编程能力。
AI会提高建模效率,也可能压缩部分常规分析岗位的需求。
🔴第三条:纯数学/应用数学研究。
适合真正喜欢抽象推理、数学理论和复杂问题研究的学生。
未来可以继续攻读硕士、博士,从事数学、物理、理论计算机科学等研究。
这条路线也可能受到AI更直接的影响。
尤其是数学证明辅助、计算探索等研究环节,未来的人机协作程度很可能持续提高。
对于准备申请本科的学生,选数学专业时,需要认真考虑自己希望走向哪个方向。
喜欢抽象数学,可以考虑Mathematics;希望深入AI,关注Mathematics and Computer Science;喜欢金融和经济,也可以关注数学与统计、经济学结合的专业。
专业名称相近,实际课程结构和未来就业方向可能存在明显差异。
04
AI数学能力越来越强,牛剑G5为何还在严格筛选数学能力?
有意思的是,AI数学研究突飞猛进,英国顶尖大学对数学申请者的要求依然非常高。
先看 牛津大学。
2027年数学本科的A-Level要求是A*A*A。
对于学校开设 Further Mathematics的申请者,通常要求数学和进阶数学取得A*。
牛津数学及数学与统计本科官网还公布了最新招生统计:
2023—2025年,平均只有32%的申请者获得面试机会,最终录取成功率约9%。
另外,从2027年入学申请季开始,牛津数学相关本科已使用 TMUA代替原来的MAT入学考试。
再看 剑桥大学。
数学本科的最低A-Level录取标准为 A*A*A,申请者通常需要学习数学和进阶数学。
拿到有条件录取后,多数申请者还需要通过 STEP数学考试。
剑桥公布的2027入学最低STEP录取条件为STEP 2和STEP 3达到Grade 1,不过不同学院可能设置不同的具体条件。
帝国理工数学本科同样要求严格。
A-Level最低学术标准为 A*A*A,其中数学和进阶数学均要求A*。
申请者还需要参加 TMUA,学校将考试表现作为评估数学能力的重要依据。
对于目标牛剑G5数学、计算机及部分经济金融专业的学生来说,扎实的数学基础依然是进入顶尖大学的重要条件。
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