科技大满贯 2026-11-12 09:05:47
OpenAI在10月初集中发布的证明中,包含了一项数论领域的里程碑结果:一个声称证明了所谓的“朗道–西格尔零点(Landau-Siegel zeros)”不存在。这一结果被该公司对广义拟黎曼猜想(Riemann hypothesis)的证明所掩盖,因为后者自动蕴含了这些特殊零点的不存在。但朗道–西格尔零点结果本身具有极高的学术意义。
数学家利用所谓的zeta函数来探究素数的分布规律。为了进一步研究素数如何与其他数相互作用,他们使用L函数,即zeta函数的推广形式。朗道–西格尔问题和广义拟黎曼问题都关乎数论中重要的一类特殊L函数。本质上,朗道-西格尔零点问题的核心就是探究素数的行为规律。正如蒙特利尔大学的Andrew Granville所说:“西格尔零点的存在,意味着某种完全反常的现象出现了。”
L函数的输入是复数,每个复数都有两部分:实部和虚部(即–1的平方根的倍数,数学家称之为i)。广义黎曼猜想断言,除一些平凡例外,这类L函数的零点全部位于输入实部为1/2的直线上。(“拟”版本则不那么严格。)
如果广义黎曼猜想被证明为假,就意味着可能存在其他零点。一个潜在的零点离实部1/2越远,它对素数预期分布规律造成的破坏就越大。朗道–西格尔零点正由此而来。这些是假想中的零点,其虚部为0,实部非常接近1(在此问题的语境下,这离1/2非常远)。这使得这些零点的研究尤为重要。
数学家早已知道zeta函数本身没有朗道–西格尔零点。尽管大量数值验算都指向这类零点几乎不可能存在,但无人能严格排除某些其他L函数可能存在这种零点的可能性。如果此类零点存在,这一事实可被用于证明许多其他重要结果——包括孪生素数猜想,即存在无穷多对相差为2的素数(如11和13,或17和19)。“如果你有一个西格尔零点,许多原本难以推进的问题都会以意想不到的方式迎刃而解,”Granville说。
“现在这一切都无关紧要了,”他补充道。
在OpenAI发布其朗道–西格尔零点不存在的证明之后的数周里,数学家们一直在发布该结果越来越简化的版本。
牛津大学的Ben Green给出的一种重新表述,正如Terence Tao(陶哲轩)所写,是“特别优雅的”。Green通过与OpenAI的Astra模型对话获得了他的证明,并谦称“不主张任何人类原创性”。Jacob Pescador、Kevin Barreto和Roelof van Dijk使用Astra和Anthropic的Opus 5.5进一步优化了Green的重构版本。
“我通常不会直接阅读AI论文,”堪培拉新南威尔士大学的Bryce Kerr说,他汇编了西格尔结果的另一份重新证明。“我的流程是先让AI解释新想法或‘整体框架’,然后我自己尝试填补所有细节。如果卡住了,我会回去问AI更多问题。我想这类似于请人类作者解释他们的一篇论文。”
过去数论界围绕成果首发权的竞争,如今似乎正在演变为一场新的竞赛:看谁能想出最短、最简单的证明。剑桥大学本科生Barreto的版本仅有三页。“人们以为我在试图优化页数,”Barreto写道。“我其实是在试图优化更初等的经典工具,结果恰好因此缩短了证明。”
64岁的Granville说,对他这一代的许多数论学家而言,黎曼猜想始终显得过于令人生畏。但他和其他人花了数十年试图证明朗道–西格尔零点不存在,却未能成功。他说:“对我而言,看到这个证明的那一刻情绪非常复杂,某种程度上它比拟黎曼假说的证明更让我触动,因为这才是我真正倾尽心力想要完成的目标。”
参考链接:https://www.quantamagazine.org/updates/transformation/
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发布时间:2026-11-12 08:30:00
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