AI將是數(shù)學家的得力助手,陶哲軒談AI在證明過程中的潛力
陶哲軒是公認的數(shù)學天才,被譽為「數(shù)學神童」。他從小便展現(xiàn)出驚人的數(shù)學天賦,9 歲時就參加了美國數(shù)學奧林匹克,并獲得了金牌。他在數(shù)論、調(diào)和分析、偏微分方程等多個數(shù)學領(lǐng)域做出了重要貢獻,并獲得了菲爾茲獎, 這一獎項被視為數(shù)學界的最高榮譽,相當于數(shù)學界的諾貝爾獎。
最近,陶哲軒接受了《科學美國人》的采訪。在采訪中提出,未來數(shù)學家可以通過向類似 GPT 的 AI 解釋證明,AI 會將其形式化為 Lean 證明。這種助手型 AI 不僅能生成 LaTeX 文件,還能幫助提交論文,從而大幅提高數(shù)學家的工作效率和便利性。
他強調(diào),AI 和自動化證明檢查器的引入將使得數(shù)學領(lǐng)域的合作方式發(fā)生根本性變化。通過將證明分解成小部分并由計算機驗證,數(shù)學家們可以在更大規(guī)模的項目上合作,而無需逐一驗證每個人的工作。
采訪文章地址:https://www.scientificamerican.com/article/ai-will-become-mathematicians-co-pilot/
不過,這個討論也引起了一些爭議。有人認為這會導致數(shù)學家變得懶惰和粗心,還可能導致數(shù)學證明的嚴謹性和創(chuàng)造力的下降。然而,陶哲軒解釋說,這種技術(shù)實際上是為了減輕數(shù)學家在證明過程中的繁瑣工作,讓他們可以專注于更具創(chuàng)造性和復雜性的任務
盡管陶哲軒對 AI 在數(shù)學中的應用持樂觀態(tài)度,他也承認當前技術(shù)尚未完全準備好。目前的 AI 在處理數(shù)學家直覺和知識的方面還存在局限,很多數(shù)學知識并未在已發(fā)表的論文中捕獲,而是在對話和講座中傳授。
陶哲軒提供了一個復雜分析問題的示例,他通過與 ChatGPT 互動,解釋問題并生成了一個 LaTeX 文件。雖然目前的技術(shù)尚未實現(xiàn)完全形式化驗證,但這一示例展示了 AI 在協(xié)助數(shù)學證明方面的潛力。
陶哲軒昨日在博客中,對自己在采訪中的觀點進行了進一步解釋。
他談到自己在《科學美國人》中談到的觀點:我認為在未來,我們將不再需要手動輸入證明,而是將它們講解給某種 GPT。這個 GPT 會在你講解的過程中嘗試將其形式化為 Lean 語言。如果一切都檢查無誤,GPT 會說:這是你的 LaTeX 數(shù)學論文;這是你的 Lean 證明,如果你愿意,我可以按下這個按鈕并將其提交給期刊。它將成為一個非常棒的助手。
這句話似乎引起了不同的反響,特別是被解讀為數(shù)學家會變得懶惰和草率。我認為最好的方式來說明我的觀點是通過一個實際示例,這已經(jīng)是現(xiàn)有技術(shù)可以實現(xiàn)的。在我有一個中等難度的復分析問題。我在解釋了這個問題及其解決方案后,GPT 能夠提供解決方案的 LaTeX 文件。GPT 表現(xiàn)得相當不錯,將我草擬的論證擴展為一個相當連貫且相對嚴謹?shù)耐暾C明。這還不是我在文章中設(shè)想的 100%,特別是缺少了保證正確性的嚴格 Lean 轉(zhuǎn)換,但希望能說明我在這句話中的想法。
陶哲軒還補充說道, 采訪中提及按下按鈕將 GPT 生成的 LaTeX 文章提交給期刊的部分帶有玩笑性質(zhì)。但他認為未來期刊會制定過濾器、標簽要求和其他規(guī)則來管理部分或全部由 AI 生成的投稿。同時,他設(shè)想了新的文化規(guī)范,例如將 AI 生成并與 Lean 集成的互動形式的論文作為輔助版本,而人類撰寫的文本仍作為主要權(quán)威版本。
也有網(wǎng)友表示,最大的難題其實是驗證證明的正確性。陶哲軒對此回應道:
我認為,采用新的工作流程實踐(例如那些在軟件工程或現(xiàn)有的形式化項目中已成為標準的流程)可以解決其中的許多問題。例如,應該在開始證明過程之前先形式化結(jié)果的陳述,而不是在之后。我們還可以半自動或自動地對陳述進行各種「合理性檢查 」或 「單元測試」,例如測試定理的瑣碎或非常簡單的情況,以及已知的更強版本定理的反例。(例如,在我的例子中,我加入了對該定理反例的驗證作為一種合理性檢查,盡管實際上目標并不需要它)。
可見 AI 在數(shù)學領(lǐng)域的潛力巨大。在 AI 技術(shù)的輔助下,數(shù)學家的角色也將變得更加多樣化。未來可能出現(xiàn)的角色包括項目經(jīng)理、專門的 AI 培訓師,以及將 AI 生成的證明轉(zhuǎn)化為人類可讀形式的專家。這將使數(shù)學研究更加類似于現(xiàn)代工業(yè)中的分工合作模式 。
如陶哲軒所說, AI 技術(shù)不僅能提高數(shù)學家的工作效率,還能通過形式化驗證保證證明的準確性。這將為數(shù)學研究帶來革命性的變化,促使數(shù)學家在更短的時間內(nèi)取得更大的成果 。