菲爾茲獎得主鄧煜:AI時代的數學研究,人永遠是主體
在人工智能狂飆突進的當下,數學界正迎來一場前所未有的危機和大討論。2026年10月25日,菲爾茲獎得主、芝加哥大學數學系教授鄧煜受邀在《知識分子》與《賽先生》聯合舉辦的論壇發表線上主旨演講,系統地闡述了他對AI時代數學研究的思考。
在鄧煜看來,AI可以幫助數學家探索思路、處理技術細節,卻不能取代人的自主思考。針對近期某AI公司公佈的大量數學證明,鄧煜提出,AI的發展需要遵循學術規範,研究者也應擁有對數據使用的選擇權,並建立可追溯的貢獻認定機制。展望未來,他認爲,AI有望加強數學不同分支之間的聯繫,推動數學研究更深入地回應現實問題。但無論AI變得多麼強大,數學研究都不應放棄以人爲主體。
以下爲鄧煜教授演講全文(演講視頻附在微信文章後面)。爲便於閱讀,文章略有編輯與精簡。
演講|鄧煜
大家好!很高興受邀參加《知識分子》舉辦的AI與數學論壇。最近一段時間對數學界來說也是多事之秋。對於AI 時代數學研究與數學家所扮演的角色,很多人都有不同看法。對我來說,也是借這個機會表達一下我個人的觀點、對未來的期待。
我今天所講的包含兩個部分。
(一)
首先是關於10 月6 號某個AI 公司公佈的涉及300 多個問題、700 多篇文章的事情。一個月前,同一個公司也公佈了千禧年問題中關於帶外力項Navier-Stokes 方程包裹體構造的證明。這些無疑在數學界產生了非常重大的影響,也可以說是最近一系列關於數學研究、數學家大討論的起點。
這些文章,我大概看了其中幾篇。按我的理解,這些工作相當一部分都是屬於數學上非常重大的進展。這些工作中的大部分,可以說都是基於人類對於相關問題的已有深刻理解和技術。AI或者是巧妙地結合了人類不同方向、不同領域的技術,或者是在人類已有的思路、思想基礎上進行創新,形成新的技術或者新的思路,從而解決問題。也有一部分工作是直接跟隨人類已有思路。不止一個數學家提到,他們之前餵給AI 模型的想法、思路,可能在幾周之後就出現在這個AI 公司的最新發布里面,基本上是極爲相似的做法、極爲相似的證明。
這裏我們可以看到AI 相對於人的優勢:
一個是AI 具有無限知識面。對人來說,時間精力總是有限,不可能對現代數學所有領域、所有技術都有深刻了解。但是AI 通過學習或者是蒸餾人類網絡上的所有數學文獻,是能夠做到這一點的。
另一方面,AI 具有極低的嘗試成本,或者說試錯成本。對人來說,你嘗試一條思路,做了幾個月,發現不行,那麼這幾個月時間就白費了。但是對AI 來說,如果有幾千個、一萬個agent合作,就可以非常高效地嘗試各種不同思路,進行試錯。在這方面,如果人要跟AI 比速度,那肯定是沒有任何希望的。
這裏我們要堅持一點,在數學研究中也好,在任何事情中也好,人總是作爲主體;AI 是作爲一個工具,是我們人利用來進行研究的工具。
所以在接下里的討論中,這是一個非常基本的前提。我們始終要以人爲本,利用AI 作爲工具來推進我們自己的研究,推進我們自己感興趣的問題。
在這個假設下,人就起到一個把握方向的角色,可以用AI 去進行許多的嘗試、試錯。比如說,我們有一個思路之後,要把這個思路形成具體的路線圖。路線圖中的每一步,都需要非常多的細節考慮。如果路線圖行不通,某些步驟、某些節點需要進行微調,這些工作都可以讓AI 來做,包括具體技術細節。這是一方面。
另外一方面,我們知道AI 可以通過結合不同領域的思路,不同領域的技術來形成新的想法,這些想法我們當然也可以學習的。就短期來看,我們會出現人和AI 共同進化的狀況。 AI 基於人已經有的對問題的理解,發展出新的技術、對問題新的理解,從而解決新的問題;我們也可以通過學習AI 的證明,發展出屬於我們人的新思路、新想法;再把這些交給AI,讓AI 再去學習,我們再向AI 學習。這是一個互相學習、共同促進的過程。
所以,這些文章的出現本身,對於數學研究具有相當大的促進作用。我們可以看到AI 對數學研究的價值,對於人類的作用。顯然在數學研究中,我們沒有任何理由去拒絕使用這樣的工具,去推進我們人的研究。
但使用工具需要有一個正確的、合適的使用方式。
對於這一點,我就要提到 10 月6 日公佈的這些問題、這些文章。我認爲,它們對數學有相當大的促進作用。但是,在整個事件過程中,AI 公司扮演什麼樣的角色?他們的行爲是否具有可以商榷之處,是否有更好的選擇?我覺得這兩點是要完全分開的。
1. 如果把AI作爲研究者,就應遵守學術規範
關於AI 公司的具體行爲,我們可以有一個類比。
很多人會把AI 模型當成一個虛擬的研究者,它通過學習網絡上的文獻,形成對問題的想法,進行自己的原創研究,得到相應的結果。按照這樣一個標準來看的話,那麼我們就得按照學術界標準。既然把它當成一個發表研究成果的研究者的話,就要按照學術界標準來進行評判。
在此評判之下,有幾個標準。首先,作爲一個研究者,如果你得到一個非常重大的結果,那麼數學界會邀請你去進行各種各樣的報告,由淺入深的各種報告。這些報告的主要目的,是解釋你的證明怎麼來的,背後的思路是什麼。AI 當然不可能去做報告,它可以做解釋。對AI 來說,證明背後的思路,很明顯是AI的思維鏈。那麼,如果AI 證明了一個非常重大的問題,一個非常合理的要求,是公佈 AI 的思維鏈。但很明顯,這家AI 公司並不願意這樣做。在他們公佈的所有證明中,只有極少數真正公佈了思維鏈,大多數情況下,他們都以所謂的防蒸餾爲藉口,拒絕公佈思維鏈及相關的信息。
我覺得對於人來說,這是一個最簡單、最明確的事情:怎麼想到這樣一個思路的。如果是人得到這樣的結果,大家一定會問,你是怎麼得到這個思路,你經歷了哪些嘗試。AI 公司拒絕公佈,很明顯是不符合學術界的慣例的。
當然,關於蒸餾這個事情,我覺得其實也有很多人說過,對AI 公司來講,你不能在只有你蒸餾全人類的網絡文獻、全人類的知識的時候,就大大方方地去蒸餾;事實上沒有人想要蒸餾你,大家只是想要了解一下思維鏈,然後你覺得別人想要蒸餾你,就開始說這個不行,那個不行。
我覺得,在任何意義上,這都不能說是一個特別合理的理由。
除此之外,如果是人類研究者,如果用到了其他人的思路,特別是整個證明都是follow 其他人思路的情況下,當然自己有責任把這件事情指出來,有責任說明基於或者完全依賴於其他人的思路;即使是用到其他人的一些思路,你也要說明。
同樣,在這家AI 公司公佈的文章裏,很多情況下我沒有看到這樣的說明,甚至有的證明是直接沿用人類已有思路,也沒有進行相應的說明。
最後,對於人類研究者,在發表之前,首先要保證證明的正確性。這一點對AI 公司來說,完全可以通過形式化的手段,在保證正確性的情況下再進行發佈。當然他們也沒有這麼做,而是在沒有任何正確性保證的情況下直接發佈。事實上,後來發現了有若干篇文章——多於一篇文章是存在錯誤的,甚至後來也撤回了。
從這裏我們可以看出,至少在10 月6 號這件具體事情上,這家 AI 公司的行爲存在可以商榷之處。
2. 從商業角度,數學家得到了什麼?
可能有人會說這家公司是商業公司,不一定非要去遵循學術界的規範。如果從商業公司的角度來看,那就更有意思了。商業公司提供產品,我們數學家可以是用戶,我們付錢給你的產品,把我們的思路輸入給你的產品;你們用我們輸入的思路去訓練你們的新一代產品,然後用這些新一代產品去解決數學界的公開問題,得到了所有的榮譽。我們作爲用戶,我們得到了什麼?我們什麼都沒有得到。既然什麼都沒得到,我們爲什麼要向你付這麼多錢?
我覺得,從商業角度來講,這件事同樣存在這樣的問題。
3.數學家應如何正確使用AI?
因此,我的觀點是,我們在數學研究中,當然不應該拒絕使用AI,而應該使用這樣的工具。但使用的前提是正確的使用。
那麼,什麼叫正確的使用方式?我大概也想了幾點。
首先是,AI 應該作爲一個工具,由數學家來使用。不一定是數學家了,哪怕是數學愛好者,也可以使用這樣的工具。總之,是用戶去使用工具。AI 公司作爲工具的提供方,不應該親自下場,代替用戶去進行這樣的研究。
其二,用戶應該能夠進行選擇,或者能夠輕易地進行選擇:他輸入給AI 的數據是否允許AI 進行訓練。我想選擇權是屬於用戶的。
再其次,我們需要可追溯性。比方說某甲向AI輸入了一些想法、一些思路,AI 學到這些思路,將來某乙在問AI 問題的時候,AI 利用這些思路去形成一個證明。在這種情況下,我們就有必要去進行一個追溯——某乙發表的文章,能夠追溯到最早是某甲向AI 提出的思路。我覺得這樣不僅可以避免很多優先權的爭議,而且也能夠能夠精準地定位到哪些是AI 的貢獻,哪些是人類的貢獻,哪些是哪個人的貢獻。這一點,尤其是在短期內,也就是數學界開始廣泛使用AI 的過渡時期,我覺得是非常重要的。
關於這一點,我想最近也有相當多的團體在推進相關工作,包括開源數學模型。我想,我們可以通過開源數學模型,保證數學界有屬於自己的模型掌握在自己手裏,不需要去依賴於這樣一些AI 公司。其次,模型的使用也遵循學術界規範,包括數據使用、思維鏈的公佈、可追溯性等。
當然,開源模型目前的數學水平和最強的商業模型有相當差距。這一點我們可以通過訓練、進一步的提升來縮小差距。
對於整個數學界,我們沒必要去追求一定用上最新的工具。我們早半年或者晚半年擁有達到某個具體水平的工具,會有很大差別嗎?我覺得不見得。況且我相信,數學研究的主體依然是人,人在研究中依然會起到不可替代的作用。很多時候不僅僅是工具的差別,同時也涉及到人的差別。這是我所想講的第一件事情。
(二)
第二件事情,是關於未來數學研究的展望。現在AI 的數學能力依然是以非常快的速度在進步,短期內可以看到非常迅速的變化。就長期來講,假設AI 已經進化到一個非常強大的地步,能夠獨立地解決非常困難的數學問題。在這個情況下,將來數學研究會是什麼樣的?將來的數學家會扮演什麼樣的角色?
首先,很關鍵的一點是:在任何情況下,數學研究永遠是以人爲主體。AI可以解決問題,人至少可以提出問題,指導AI 去進行哪個方向的應用,爲AI 指明方向。當然也有人會說,AI 也可以自主提問題,自己判斷方向。沒錯。但回到我們最終的問題:AI 相當於是一輛汽車,我們駕駛汽車,給汽車設定目的地,給它指明方向,然後駕駛去達到目的地。汽車可以自動駕駛,自己可以跑很遠,但如果我們不在車上,這對我們來說有什麼意義?
AI 可以自主提問題,我沒有理由認爲AI 自主提的問題會是我們人類感興趣的問題。AI也許可以自主發展很多東西出來,但這和我們沒有關係。我們所感興趣的、所要知道的是我們感興趣的問題。在這個意義下,人的主觀能動性起着非常大的作用。我們通過提出問題或者提出思路,提出一些想法,去指引AI,AI 幫我們完成很多具體的試錯過程,很多技術細節,我們再以此爲基礎進行下一步的探索。所以在整個過程中,人的作用毫無疑問是不可替代的。
把這個視角從具體的問題放大到整個數學界,強AI 對整個數學界,我想會有兩點影響,我認爲這這兩點影響都是正面的。
目前數學界客觀上存在着一些問題。其中兩個主要問題:一是數學的不同分支之間會有點漸行漸遠的感覺。很多時候做數論的可能不能理解做分析的,做分析的不能理解做代數的。去聽不是本領域的talk,可能就真的很難理解,可能理解大致的思路,但很難理解具體的技術細節。再一點是現在的數學也有點和現實世界漸行漸遠的感覺。現實世界的問題要深入研究是非常複雜的,很多時候它會超出數學家現有的技術能力。所以大家主要研究一些所謂的模型問題,但可能之後就專注於這個模型問題,不知道這個東西具有怎樣的現實背景,比如物理背景或者工程背景。
有的人可能會把這些歸咎於數學界,好像數學家做了什麼不對的事情,我覺得這是完全不公平的。可以說。數學在20 世紀大範圍擴張、迅速發展,同時在科學領域在20 世紀也有一個迅速的發展。相當於宇宙膨脹,固定兩點之間的距離當然會越來越大。數學也是一樣。當數學的各個領域都發展到非常前沿,作爲一個人,自然精力是有限的,很難去了解數學各方面的領域,頂多是一些概括性的瞭解。這是一個客觀事實,並不是說數學界本身在這上面存在任何問題。
同樣的,20 世紀科學的發展也是相當巨大。我們從現實問題中來的數學問題難度也變得非常大。嚴格的數學證明的發展,顯然總是落後於科學(比如說物理或者其他學科)的發展的。
我想強調的一個點是:AI 的發展,特別是強的AI 的發展,恰恰能夠幫助我們解決這些問題。舉個例子,我是去做PDE(偏微分方程)的。很多PDE 都是從現實中來的,但是它的結構會過於複雜,人的思考方式沒有辦法去直接考慮這麼複雜的問題。很多時候需要考慮一個簡化模型,我們發展了一些思路。我們把這些思路推廣到真正的現實問題中,會遇到非常多的技術困難。我自己做的Boltzmann 方程的推導,是一個最簡單的硬球模型。一旦推廣到更現實一些的模型,比如說有一定的相互作用位勢的情況,在具體做的過程中就遇到非常多技術困難。
有了AI 之後,也許這些技術困難我們可以交給AI 去解決,我們專注於所謂global picture 這個大框架。這就相當於,在硬球模型得到解決的基礎上,我們就可以用AI 技術把它推到一般的相交位勢裏去,然後我們人類再去思考更深刻的問題,比如(不同模型的)scaling law 怎麼去對比,或者如果研究的不是Boltzmann 方程,而是Landau 方程會怎麼樣。我們把我們自己從這些繁瑣的細節中解放出來,去思考更深刻的問題,包括更跟現實相關的更復雜的問題。
第二點,是數學不同分支之間的距離。我們作爲個人,很多時候沒有辦法對所有學科的細節都做到了解。但有了AI 的幫助,我們不需要對其他學科細節做了解,也可以利用這些學科的思想方法幫助我們自己的研究。AI已經在做這樣一個事情,它會結合不同學科的思想方法去解決問題。我們人類當然可以在這方面向AI 學習。很明顯,強AI 的出現會使得數學的不同分支之間的聯繫變得更加緊密,同時數學和現實之間的聯繫也會變得更加緊密。
最後的幾分鐘再說幾個事情。
首先,數學和現實問題聯繫更加緊密,絕不意味着說數學家或數學這個學科會變成物理或者生物的附屬。有的人甚至會覺得純數學會消失,數學家會併入其他的院系,我覺得這件事情是完全不可能的。即使在19 世紀,數學家所做的問題,完全來自於當時的物理研究、工程研究,他們依然是數學家,做的依然是數學問題,解的依然是數學方程。即使說來源於應用、來源於現實的部分,數學依然存在自己的獨立性,獨特的思考方式和觀點,不是能夠併入其他學科的。很多時候物理學家的思考方式和數學家不一樣,物理學家的思考方式、數學家的思考方式,在物理研究中、在數學物理研究中都是需要用到的。
其二,那些不太能夠直接和現實世界相聯繫的數學會怎麼樣?其實很簡單,因爲數學是一個整體。我剛纔強調的數學不同分支在理論上是緊密聯繫的,我們不能說因爲我們想要和現實更接近、想要更貼近應用,我們就只考慮那一部分能夠直接應用的數學,而無視掉那部分可能不一定能夠直接有應用的數學。數學是一個整體,我們不可能說是拋開一部分數學去發展另外一部分數學。
我想數學研究毫無疑問會一直存在下去的,數學家毫無疑問也會一直從事着這樣的數學研究。在數學研究上,人的主觀能動性是絕對不可或缺的。
最後,我再把視角再放遠一點。從人類角度來講,我們作爲人,最獨特的品質或者屬性是什麼?我覺得是我們人能夠思考。有這樣一句話,我記得是帕斯卡說的,“人是一根會思考的蘆葦”。這個重點在於思考,人區別於其他動物,是我們能夠去自主地去思考、去探索。我們可以認爲AI 將來變得很強,AI 可以回答很多問題,但AI 不能夠代替我們去進行思考。如果有了AI,我們就放棄了自主思考這樣的能力,我覺得就和動物沒什麼區別。當然有的人覺得給AI 做狗沒什麼不好,如果是這樣的人,那我也沒有什麼必要在這裏說了。
既然人類永遠要保留着自己這樣一個自主思考、自主探索的能力,我想無論是在有AI 時代、沒有AI 時代,數學永遠是檢驗人類的自主思考、自主探索能力的,或者說體現這樣能力的一個關鍵的部分。其他科學,包括物理、生物當然也是。但我覺得數學在某種意義上可以說是最純粹的,能夠體現人類自主思考、自主探索的一個學科。基於此,要說在AI 時代數學會消失,我相信是絕不可能的。如果這件事情真的發生了,我想這恐怕是整個人類層面的悲哀。
好的,謝謝大家!