一万个 agent 跑了 88 小时,纳维-斯托克斯方程被证明会「炸」——Lean 说证明是对的,功劳却还没算清
Finite Time Blowup for Navier–Stokes / On the Navier–Stokes Millennium Prize Problem
9 月 8 日,OpenAI 挂出一篇 165 页的预印本,标题只有一行:《纳维-斯托克斯方程的有限时间爆破》。署名不是任何个人,就是「OpenAI」。它宣称解决了克雷数学研究所 2000 年列出的七个千禧年大奖难题之一,证明由一个尚未发布的内部模型驱动的多智能体系统产出,另附一份 Lean 形式化证明。这是千禧年难题第一次被认真地宣称由 AI 拿下,而且它的正确性不靠任何人的名声担保,而是交给机器去核。
但这篇值得读,不只是因为结果本身。围绕它有三个问题——它到底证了什么、机器是怎么找到它的、功劳该怎么算——每一个都比「AI 解出了千禧年难题」这个标题更值得弄清楚。本文以 OpenAI 的论文和代码仓库为主,同时对照了同一条路线上另一组数学家 Buckmaster 的公开声明和陶哲轩的博客:这件事只听一方讲,一定会讲歪。
它到底证了什么
纳维-斯托克斯方程用牛顿第二定律描述不可压缩流体怎么动,天气预报、飞机设计、血流模拟都靠它。方程里有一个粘性项,可以理解为流体内部的摩擦,它总想把速度的尖峰抹平。九十年来悬而未决的问题是:从光滑的状态出发,三维流体会不会在有限时间内、在某一点上速度冲到无穷大?这叫「爆破」(blowup),也就是出现奇点。1934 年 Leray 证明了广义意义上的解一直存在,但它会不会始终光滑,没人知道。
克雷的官方题面(由 Fefferman 撰写)列了四个选项,证出任意一个都算解决:A、B 是「永远光滑」,C、D 是「会坏掉」,而且 C、D 允许对流体施加外力,只要外力本身光滑。OpenAI 证的正是 C(全空间)和 D(周期箱体):对任意正的粘性,都能造出一个从静止出发、只受一个在时间和空间上都局限在有限范围内的光滑外力、总动能始终有界,速度却在有限时刻冲向无穷的解。
构造的核心是一根越转越细的涡旋,像被越拉越长的意大利面:半径缩得比高度快,转速不断上升,总动能反而趋于零。难点在于,光靠这根涡旋,维持它所需的外力本身会发散,不合规则。论文的办法是在涡旋外围的环带里加一串振荡的「脉冲」,让流体自身的非线性动量输运去抵消那部分发散,剩下的外力才能光滑地穿过奇点时刻。论文把 Córdoba 与 Martínez-Zoroa 的工作列为最直接的前驱:同样是跨尺度逐级放大,只是被放大的扰动在这里扮演了新角色。
有一点需要知道:带外力这条路不是冷门,但也不是最硬的那条。陶哲轩在 OpenAI 公布前一天的博客里写道,学界普遍预期能构造出光滑外力下的爆破,甚至不加外力也行。按克雷的规则,C 是完全合法的答案;但在很多人心里,无外力版本才是物理上最想知道的那个。
一万个 agent 是怎么排兵布阵的
OpenAI 在同步发布的博客里交代了过程。8 月 28 日开始训练的一个新内部模型,数学能力出现跳变,官方说法是明显强于 GPT-6 Astra,而且还在继续训练。9 月 1 日他们听到传闻说有两道千禧年难题被解决,于是把模型拉去打所有未解的千禧年问题,外加一批「简单一点」的问题。agent 分成若干组,组内可以互相通信,能读一份缓存版互联网,能跑代码;证明「光滑」和证明「会坏」的题面分给不同的组。
意外先出在副线上:把粘性去掉的欧拉方程,将近 100 个 agent 跑了约 50 小时,做出了无外力的爆破。看到这个结果,团队把其他千禧年问题上的 agent 全部调到纳维-斯托克斯,把欧拉的解喂给它们;中途模型训练出了新版本,就直接换上;还定期用 Codex 把各组最有用的中间发现汇总,再回灌给各组——最终找到答案的那组就是这样被引导的。9 月 5 日,距首批 agent 启动约 88 小时,结果出来了;又花 17 小时,由 GPT-6 Astra 完成 Lean 形式化。光这一题,同时在线约一万个 agent,发了 270 万条消息,用了约 1300 亿输出 token。
标题最容易吞掉的是:这不是「把题目丢给模型,它自己解了」。选题、分组、换模型、把副线成果转成主线提示、用另一个模型做跨组的知识整合,每一步都是人做的调度决策。这和第 23 篇「16 个 Claude 写编译器」是同一种结构:真正的产品是编排,而不只是单个模型。
Lean 把「对不对」交给了机器,也把问题挪了个地方
Lean 是一种证明助手:把数学命题和证明写成程序,编译通过就意味着每一步推导都被机器逐条检查过。OpenAI 的仓库还配了 Comparator 挑战,让任何人都能在隔离环境里核对两件事:证明能编译,且它证的正是那条事先约定好的命题。这条命题的写法,改编自 Google DeepMind 的 Formal Conjectures 项目——一份外人早就写好的千禧年题面形式化。
这很关键。第 57 篇讲过,AI 把费马大定理写成 Lean 之后,被自动化掉的是审稿。这里同理:只要你相信 Lean 的内核,并且相信那份形式化题面忠实于克雷原文,一百多页的正确性就不再需要一群专家熬几个月。信任被压缩到了一页纸上:那条命题写得对不对。这比「请相信我们的专家」强太多。
但它没回答的问题也很清楚:这个构造为什么行得通,人类从中学到了什么。陶哲轩在博客里说得很直白,解题只是代理目标,真正的目标是理解。Buckmaster 则形容自己那份 AI 起草的欧拉稿子「只能叫 AI slop」,正在拼命改写成人读得懂的样子。第 24 篇里陶哲轩预言的「证明过剩」,现在来了:证明是对的,消化还没开始。
功劳怎么算
另一条线上,纽约大学的 Buckmaster 与在 Anthropic 任职的数学家 Alpöge,以个人合作的形式沿 Córdoba 与 Martínez-Zoroa 的光滑外力路线推进了将近一年,其间用过 Claude 和 OpenAI 的 Codex 等多个模型。8 月 15 日他们拿到欧拉与 Boussinesq 方程的光滑外力爆破,一周后 Lean 验证通过,9 月 7 日公开。
双方的叙述有明显出入。OpenAI 说,他们是 9 月 1 日听到传闻才起跑的,此前没有通过任何途径看过对方的工作;内部调查确认 Buckmaster 过去两个月在 Codex 里的提示不可能影响到这个系统;承认对方在带外力欧拉问题上的优先权,并表示不申领克雷奖金。Buckmaster 的声明则说,他们的全部草稿都放在 Codex 里;外力这条路几乎没人在走,不是给模型一个题面几天就能摸到的方向;他起初被告知「几乎没有人类介入」,谈下去才知道背后有整支团队、多轮调度和海量算力。他同时写明:自己没看过 OpenAI 的证明,不指控任何人,只陈述被告知了什么。
谁对谁错,我们不下判断。值得记住的是它暴露的结构问题:当同一家公司既卖给你研究工具,又自己下场做同一道题,一则传闻本身就成了信号。Buckmaster 事后对《卫报》说,现在数学界最大的新闻是,没有人愿意分享任何东西了。
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