
9月8日,OpenAI宣称使用未公开的AI模型,解决困扰数学界近一个世纪的纳维—斯托克斯(Navier–Stokes)问题,耗时仅88个小时,震惊整个数学界。
纳维—斯托克斯方程可以简单理解为“流体的牛顿第二定律”:流体质点的加速度,与压力、黏性摩擦和外力有关。大家最常说的是三维不可压缩纳维—斯托克斯方程的解是否存在,并且能否永远保持光滑。这是克雷数学研究所(Clay Mathematics Institute)七大千禧年难题之一,悬赏100万美元。
我们可以简单地理解为:用小茶匙搅动一杯咖啡。
惯性——咖啡会自己被自己带着跑,外圈转得快,内圈转得慢。
压力——水基本上不能被压缩,你在一处搅动,别处的水要“让路”,压力就会传开。就像在挤满人的地铁里,你一转身,旁边的人马上就会感觉到。
黏性——咖啡、水、蜂蜜都有不同程度的黏性,会产生摩擦,把速度的差异慢慢抹平。
纳维—斯托克斯方程,就是把这些复杂现象写成数学式子。它本质上可以理解为“流体的F=ma”(力=质量x加速度)。
纳维—斯托克斯问题就像是在问:在一杯水里,你搅出的漩涡会不会被自己越拉越细,越转越快,最后在有限时间内转出无穷大的速度?还是水的黏性像蜂蜜一样,总能在它失控之前把它慢慢抹平?
9月11日,25位被誉为“数学界的诺贝尔奖”的菲尔兹奖得主,联合发表《数学领域中人工智能的严重失衡》(A Severe Misalignment of AI in Mathematics)声明,提醒世人:如果过分追求快速得到“答案”,可能会让数学问题失去原有的价值,以及破解问题的过程和动力。
小学数学的每一道题都有一个标准答案。喜欢数学的小朋友,往往是从解题的过程中,享受到学习数学的乐趣。如果只知道答案,却无法理解它的解法和思考过程,对这个问题其实仍然是一知半解。
到了中学的高级数学(A Maths),学生学习证明三角恒等式(Trigonometric Identities)。在证明过程中,学习如何运用已知的三角恒等式,同时加强逻辑思维和推导能力。
如果学生被允许应用AI解题,AI可以在很短时间内给出答案,孩子的大脑会不会变得越来越懒?也会不会失去一些基本的思考能力?人类会不会因此错失在解题过程中,发现更深层次原理的机会?这是不是我们应该担忧的呢?
另一方面,AI的快速发展会不会严重影响数学家的培养?如果跳过解法,直接获得答案,会不会使人逐渐失去钻研的兴趣?会不会丧失独立、深入思考的能力?
到目前为止,AI仍然需要人类提出新的问题、新的思想和新的数学模型。AI可以帮助人类解决问题,但提出一个从来没有人想过的问题,又是另一回事。例如,AI可以帮助我们进行复杂计算,但微积分最初的出现,并不是为了回答一道现成的题目,而是人类为了研究变化、速度、极大值和极小值等问题,逐渐发展出来的一套新的数学工具。所以,AI会不会取代数学家,也许现在还没有答案。
在AI高速发展的过程中,数学只是首当其冲的一个领域。随着AI的运用不断深入人类社会,这种矛盾也可能逐步在各行各业中体现出来。
最终的问题或许是:技术是否还能安全地服务于人类的发展?AI会不会控制人类?最后,人类会不会反过来变成AI的附庸?
作者是中学退休教师、中学数学课本及小学奥数书籍作者