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小樂(lè)數(shù)學(xué)科普:陶哲軒長(zhǎng)文闡述機(jī)器輔助證明——譯自美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通訊AMS Notice 202501

 zzllrr小樂(lè) 2024-12-25 發(fā)布于江蘇

作者:陶哲軒(加州大學(xué)洛杉磯分校數(shù)學(xué)教授)AMS Notice 202501

譯者:zzllrr小樂(lè)(數(shù)學(xué)科普公眾號(hào))2024-12-25

幾個(gè)世紀(jì)以來(lái),數(shù)學(xué)家一直依靠計(jì)算機(jī)(人類(lèi)、機(jī)械或電子)和機(jī)器來(lái)協(xié)助他們的研究(如果考慮到算盤(pán)等早期計(jì)算工具,甚至幾千年)。例如,自從納皮爾(John Napier,1550 - 1617)等人的早期對(duì)數(shù)表以來(lái),數(shù)學(xué)家就知道構(gòu)建數(shù)學(xué)對(duì)象的大型數(shù)據(jù)集來(lái)執(zhí)行計(jì)算和做出猜想的價(jià)值。勒讓德(Adrien-Marie Legendre,1752 - 1833)和高斯(Carl Friedrich Gauss,1777 - 1855)使用人類(lèi)計(jì)算機(jī)編制的大素?cái)?shù)表來(lái)猜想現(xiàn)在所謂的素?cái)?shù)定理(PNT);一個(gè)半世紀(jì)后,伯奇(Bryan John Birch,1931 -)和斯溫納頓-戴爾(Peter Swinnerton-Dyer,1927 - 2018)同樣使用早期電子計(jì)算機(jī)生成有限域上橢圓曲線(xiàn)的足夠數(shù)據(jù),以提出他們自己對(duì)這些對(duì)象的著名猜想(即BSD猜想)。毫無(wú)疑問(wèn),許多讀者已經(jīng)利用了最廣泛的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)集之一——整數(shù)數(shù)列在線(xiàn)百科全書(shū)(OEIS),它產(chǎn)生了無(wú)數(shù)猜想以及在不同數(shù)學(xué)領(lǐng)域之間意想不到的聯(lián)系,并為研究人員提供了一個(gè)有價(jià)值的數(shù)學(xué)對(duì)象的文獻(xiàn)搜索引擎。他們不知道該數(shù)學(xué)對(duì)象的名稱(chēng),但可以將其與整數(shù)序列相關(guān)聯(lián)。在21世紀(jì),此類(lèi)大型數(shù)據(jù)庫(kù)還可以作為機(jī)器學(xué)習(xí)算法的關(guān)鍵訓(xùn)練數(shù)據(jù),這些算法有望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或者至少大大簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)猜想和聯(lián)系的生成過(guò)程。

除了數(shù)據(jù)生成之外,計(jì)算機(jī)的另一個(gè)重要用途是科學(xué)計(jì)算,如今科學(xué)計(jì)算被大量用于數(shù)值求解微分方程和動(dòng)力系統(tǒng),或計(jì)算大型矩陣或線(xiàn)性算子的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。這種計(jì)算的早期例子出現(xiàn)在1920年代,當(dāng)時(shí)亨德里克·洛倫茲(Hendrik Lorentz,1853 - 1928)組建了一組人類(lèi)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬阿夫魯戴克大壩(Afsluitdijk,當(dāng)時(shí)荷蘭正在建設(shè)的一座水壩)周?chē)牧黧w流動(dòng);除其他外,該計(jì)算因開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的浮點(diǎn)運(yùn)算裝置而聞名。但現(xiàn)代計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)(CAS,例如Magma、SAGEMath、Mathematica、Maple等)以及更通用的編程語(yǔ)言可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的“數(shù)字運(yùn)算”;它們現(xiàn)在通常用于執(zhí)行代數(shù)、分析、幾何、數(shù)論和許多其他數(shù)學(xué)分支中的符號(hào)計(jì)算。由于舍入誤差和不穩(wěn)定性,某些形式的科學(xué)計(jì)算是眾所周知的不可靠,但人們通??梢杂酶鼑?yán)格的方法來(lái)代替這些方法(例如,用區(qū)間算術(shù)代替浮點(diǎn)算術(shù)),這可能會(huì)增加運(yùn)行時(shí)間或內(nèi)存使用量。

計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)的近親是可滿(mǎn)足性(SAT,satisfiability)求解器和可滿(mǎn)足性模理論 (SMT,satisfiability modulo theory) 求解器,它們可以根據(jù)某些受限制的假設(shè)集合對(duì)結(jié)論進(jìn)行復(fù)雜的邏輯推導(dǎo),并為每個(gè)此類(lèi)推導(dǎo)生成證明證書(shū)。當(dāng)然,可滿(mǎn)足性是一個(gè) NP完全問(wèn)題,因此這些求解器的規(guī)模不會(huì)超過(guò)某個(gè)臨界點(diǎn)。以下是使用SAT求解器證明結(jié)果的典型示例:

定理 0.1 (布爾勾股數(shù)三元組定理【HKM16】)

集合{1, ? ,7824}的元素可以分為兩類(lèi),使得每一類(lèi)中都不包含勾股數(shù)三元組——滿(mǎn)足a2+b2=c2的(a,b,c);然而,對(duì)于集合{1, ? ,7825}這是不可能的。

該證明需要4個(gè)CPU年的計(jì)算并生成200TB的命題證明,后來(lái)被壓縮到68GB。

當(dāng)然,數(shù)學(xué)家也經(jīng)常使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成日常任務(wù),例如撰寫(xiě)論文以及與合作者交流。但近幾十年來(lái),出現(xiàn)了幾種利用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)研究的有前途的新方法:

  • 機(jī)器學(xué)習(xí)算法可用于發(fā)現(xiàn)新的數(shù)學(xué)關(guān)系,或生成數(shù)學(xué)問(wèn)題的潛在示例或反例。

  • 形式證明助手可用于驗(yàn)證證明(以及大語(yǔ)言模型的輸出),允許真正大規(guī)模的數(shù)學(xué)協(xié)作,并幫助構(gòu)建數(shù)據(jù)集來(lái)訓(xùn)練上述機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

  • ChatGPT等大語(yǔ)言模型(有可能)被用來(lái)使其他工具更容易、更快速地使用;它們還可以建議證明策略或相關(guān)工作,甚至直接生成(簡(jiǎn)單的)證明。

這些類(lèi)型的工具中的每一種都已經(jīng)在不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域找到了合適的應(yīng)用,但我發(fā)現(xiàn)特別有趣的是將這些工具組合在一起的可能性,用一種工具抵消另一種工具的弱點(diǎn)。例如,形式證明助手和計(jì)算機(jī)代數(shù)包可以過(guò)濾掉現(xiàn)在臭名昭著的大語(yǔ)言模型看似合理的廢話(huà)的“幻覺(jué)”傾向,而反之,這些模型可以幫助自動(dòng)化證明形式化中更繁瑣的方面,并提供用于運(yùn)行復(fù)雜符號(hào)或機(jī)器學(xué)習(xí)算法的自然語(yǔ)言界面。其中許多組合仍?xún)H處于概念驗(yàn)證開(kāi)發(fā)階段,該技術(shù)需要一定的時(shí)間才能變得成熟起來(lái)成為數(shù)學(xué)家真正有用且可靠的工具。然而,早期的實(shí)驗(yàn)似乎確實(shí)令人鼓舞,我們應(yīng)該期待在不久的將來(lái)會(huì)出現(xiàn)一些令人驚訝的新數(shù)學(xué)研究模式的演示;它不是科幻小說(shuō)中可以自主解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題的超級(jí)智能人工智能,而是一個(gè)有價(jià)值的助手,可以提出新想法、過(guò)濾錯(cuò)誤、執(zhí)行例行案例檢查、數(shù)值實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)評(píng)審任務(wù),讓人類(lèi)數(shù)學(xué)家能夠在項(xiàng)目中注重對(duì)高層概念的探索。

1. 證明助手

當(dāng)然,計(jì)算是使用計(jì)算機(jī)執(zhí)行的這一事實(shí)并不能自動(dòng)保證其正確。計(jì)算可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)值誤差,例如由于用離散近似值替換連續(xù)變量或方程而引起的誤差。代碼中可能會(huì)無(wú)意中引入錯(cuò)誤,或者輸入數(shù)據(jù)本身可能包含不準(zhǔn)確之處。即使計(jì)算機(jī)用來(lái)運(yùn)行代碼的編譯器也可能存在缺陷。最后,即使代碼完美執(zhí)行,代碼正確計(jì)算的表達(dá)式也可能不是數(shù)學(xué)論證真正想要的表達(dá)式。

早期的計(jì)算機(jī)輔助證明遇到了許多這樣的問(wèn)題。例如,凱尼斯·阿佩爾(Kenneth Appel,1932 - 2013)和沃夫?qū)す希╓olfgang Haken,1928 - 2022)在1976年對(duì)四色定理【AH89】的原始證明圍繞著一系列1834個(gè)需要遵守兩個(gè)性質(zhì)稱(chēng)為“可歸約性”(reducibility)和“不可避免性”(unavoidability)的圖??梢酝ㄟ^(guò)每次將每個(gè)圖輸入一個(gè)定制的軟件來(lái)檢查可歸約性;但不可避免的是,需要進(jìn)行繁瑣的計(jì)算,包括數(shù)百頁(yè)的縮微膠片——通過(guò)哈肯的女兒Dorothea Blostein(多蘿西婭·布洛斯坦)的英勇努力手工驗(yàn)證——最終包含多個(gè)(可修復(fù)的)錯(cuò)誤。1994年,Robertson、Sanders、Seymour和 Thomas【RSST96】試圖使Appel–Haken證明的計(jì)算部分完全可由計(jì)算機(jī)驗(yàn)證,但最終卻產(chǎn)生了一個(gè)更簡(jiǎn)單的論證(僅涉及633個(gè)圖,以及驗(yàn)證不可避免性的更簡(jiǎn)單的程序),可以通過(guò)用任意數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)代碼更有效地驗(yàn)證。

證明助手將這種形式化更進(jìn)一步,作為一種特殊類(lèi)型的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,其設(shè)計(jì)目的不是執(zhí)行純粹的計(jì)算任務(wù),而是驗(yàn)證邏輯或數(shù)學(xué)論證結(jié)論的正確性。粗略地說(shuō),數(shù)學(xué)證明中的每個(gè)步驟都對(duì)應(yīng)于該語(yǔ)言中的多行代碼,并且只有在證明有效的情況下才能編譯整個(gè)代碼?,F(xiàn)代證明助手,例如Coq、Isabelle或Lean,有意嘗試模仿數(shù)學(xué)寫(xiě)作的語(yǔ)言和結(jié)構(gòu),盡管它們?cè)谠S多方面通常更加挑剔。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,為了解釋一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式,例如a?,形式的證明助手可能需要精確指定基礎(chǔ)變量a,b的“類(lèi)型”(例如,自然數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)),以便確定正在使用哪種求冪運(yùn)算(這對(duì)于諸如0?的表達(dá)式尤其重要,在不同的求冪概念下,其解釋略有不同)。人們投入了大量精力來(lái)開(kāi)發(fā)自動(dòng)化工具和廣泛的數(shù)學(xué)結(jié)果庫(kù)來(lái)管理形式證明的這些低級(jí)方面,但在實(shí)踐中,數(shù)學(xué)論證的“明顯”部分通常比“重要”部分需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能形式化。舉一個(gè)例子:給定三個(gè)集合A?,A?,A?,數(shù)學(xué)家可能會(huì)相互切換使用笛卡爾積(A?×A?)×A?, A?×(A?×A?)和∏_{i∈{1,2,3}}A?,因?yàn)樗鼈儭帮@然”是“同一”對(duì)象;但在大多數(shù)數(shù)學(xué)形式化中,這些乘積實(shí)際上并不相同,并且論證的形式化版本可能需要投入一部分證明來(lái)在這些空間之間建立適當(dāng)?shù)牡葍r(jià)性,并確保涉及該乘積的一個(gè)版本的陳述對(duì)于另一個(gè)版本繼續(xù)成立。

由于這個(gè)和其它的原因,將人類(lèi)數(shù)學(xué)家(即使是非常仔細(xì)的數(shù)學(xué)家)編寫(xiě)的證明轉(zhuǎn)換為在形式證明助手中編譯的形式證明的任務(wù)相當(dāng)耗時(shí),盡管隨著時(shí)間的推移,這個(gè)過(guò)程逐漸變得更加高效。上述四色定理由Werner和Gonthier于2005年【Gon08】在Coq中形式化。關(guān)于??3中對(duì)單位球最密堆積的臭名昭著的開(kāi)普勒猜想的證明由Hales和Ferguson在1998年【Hal05】的一個(gè)非常復(fù)雜的(計(jì)算機(jī)輔助的)證明中證明。2003年,Hales啟動(dòng)了Flyspeck項(xiàng)目來(lái)形式化地驗(yàn)證證明,預(yù)計(jì)需要20年才能完成,盡管最終通過(guò)Hales和其他21位貢獻(xiàn)者的合作,“僅”用了11年就實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)【HAB?17】。最近,舒爾茨(Peter Scholze,1987 -)于2019年啟動(dòng)了“液體張量實(shí)驗(yàn)” 【Com22】,形式驗(yàn)證了他和克勞森(Dustin Clausen)關(guān)于凝聚態(tài)數(shù)學(xué)理論中“液體向量空間”的某個(gè)Ext群消失的基本定理。人類(lèi)寫(xiě)的證明“只有”十頁(yè)長(zhǎng),盡管包含大量凝聚態(tài)數(shù)學(xué)的先決材料;盡管如此,通過(guò)大量的協(xié)作努力,Lean的形式化花費(fèi)了大約18個(gè)月的時(shí)間。我本人領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)關(guān)于高爾斯、格林、曼納斯和我自己的加性組合猜想【GGMT23】最近證明的形式化工作【Tao23】;人工編寫(xiě)的證明長(zhǎng)達(dá)33頁(yè),但基本上是自給自足的,大約20名合作者組成的小組在三周內(nèi)將其形式化。有些數(shù)學(xué)領(lǐng)域比其他領(lǐng)域更難以形式化;凱文·巴扎德(Kevin Buzzard,1968 -)最近宣布了一項(xiàng)形式化費(fèi)馬大定理證明的項(xiàng)目,他估計(jì)至少需要五年時(shí)間完成。

考慮到所需的所有努力,數(shù)學(xué)證明的形式化工作對(duì)數(shù)學(xué)的價(jià)值是什么?最明顯的是,它為給定結(jié)果的正確性提供了極高的置信度,這對(duì)于有爭(zhēng)議或因強(qiáng)烈吸引虛假證明而臭名昭著的結(jié)果特別有價(jià)值,或者對(duì)于審閱人愿意逐行驗(yàn)證此類(lèi)特別冗長(zhǎng)的證明的領(lǐng)域尤其供不應(yīng)求。(理論上,證明助手編譯器中仍然可能存在隱藏的缺陷 - 故意將其保持得盡可能小以減少這種可能性 - 或者結(jié)果的形式聲明中使用的定義可能在微妙但重要的方面與人類(lèi)可讀的陳述有所不同,但這種情況不太可能發(fā)生,特別是如果形式證明密切跟蹤人類(lèi)編寫(xiě)的證明的前提下。)形式化過(guò)程通常會(huì)發(fā)現(xiàn)人類(lèi)證明中的小問(wèn)題,有時(shí)可以揭示論證的簡(jiǎn)化或強(qiáng)化,例如通過(guò)揭示一個(gè)看似重要的假設(shè)在引理中實(shí)際上是不必要的,或者可以使用低功效但更通用的工具來(lái)代替高級(jí)但專(zhuān)門(mén)的工具。采用現(xiàn)代語(yǔ)言(例如Lean)的形式化項(xiàng)目通常會(huì)將項(xiàng)目過(guò)程中生成的許多基本數(shù)學(xué)結(jié)果貢獻(xiàn)到公共數(shù)學(xué)庫(kù)中,這使得未來(lái)形式化項(xiàng)目更容易進(jìn)行。

但形式證明助手也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教育和協(xié)作的新模式。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正在進(jìn)行中,以獲取形式證明并將其轉(zhuǎn)換為更易于人類(lèi)理解的形式,例如一段交互式文本,其中論證中的各個(gè)步驟可以擴(kuò)展為更詳細(xì)的內(nèi)容或折疊為高級(jí)摘要;這可能是一種特別適合未來(lái)數(shù)學(xué)教科書(shū)的格式。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)合作很少涉及超過(guò)五個(gè)左右的共同作者,部分原因是每個(gè)共同作者都需要信任和驗(yàn)證其他人的工作;但形式化項(xiàng)目通常會(huì)涉及數(shù)十名之前沒(méi)有互動(dòng)過(guò)的人,這正是因?yàn)樾问阶C明助手允許項(xiàng)目中的各個(gè)子任務(wù)獨(dú)立于其他子任務(wù)進(jìn)行精確定義和驗(yàn)證??梢韵胂螅@些證明助手還可以允許類(lèi)似的分工來(lái)生成新的數(shù)學(xué)結(jié)果,從而允許比以前的在線(xiàn)協(xié)作(例如“Polymath”項(xiàng)目【Gow10】,其規(guī)模由于需要對(duì)討論進(jìn)行人工審核而受到限制)規(guī)模大得多的高度并行和眾包協(xié)作。隨著時(shí)間的推移,其他科學(xué)或軟件工程項(xiàng)目中已經(jīng)建立的大型合作也可能在研究數(shù)學(xué)中變得司空見(jiàn)慣。一些貢獻(xiàn)者可能扮演“項(xiàng)目經(jīng)理”的角色,例如專(zhuān)注于建立精確的“藍(lán)圖”,將項(xiàng)目分解為更小的部分,而其他貢獻(xiàn)者則可以專(zhuān)門(mén)研究項(xiàng)目的各個(gè)組成部分,而不必具備理解整個(gè)項(xiàng)目所需的所有專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

然而,在此之前,形式化過(guò)程需要變得更加高效。“de Bruijn因子”(編寫(xiě)正確的形式證明與正確的非形式證明的難度之間的比率)仍然遠(yuǎn)高于1(我估計(jì)約為20),但在下降中。我相信將該比率降至1以下不存在根本障礙,尤其是因?yàn)锳I、SMT求解器和其他工具的集成度不斷提高;這將給我們的領(lǐng)域帶來(lái)變革。

2. 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是指訓(xùn)練計(jì)算機(jī)執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的一系列技術(shù),例如預(yù)測(cè)與來(lái)自非常廣泛的類(lèi)別的給定輸入相對(duì)應(yīng)的輸出,或者辨別數(shù)據(jù)集中的相關(guān)性和其他關(guān)系。許多流行的機(jī)器學(xué)習(xí)模型使用某種形式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)編碼計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行任務(wù)。這些網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單運(yùn)算(線(xiàn)性和非線(xiàn)性)組合在一起形成的許多變量的函數(shù);通常,人們會(huì)為這樣的網(wǎng)絡(luò)分配某種獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)(或損失函數(shù)),例如通過(guò)根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集憑經(jīng)驗(yàn)測(cè)量其性能,然后執(zhí)行計(jì)算密集型優(yōu)化以找到該網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選擇使得獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)盡可能大(或損失函數(shù)盡可能?。?。這些模型具有無(wú)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用,例如圖像和語(yǔ)音識(shí)別、推薦系統(tǒng)或欺詐檢測(cè)。然而,它們通常不能提供強(qiáng)有力的準(zhǔn)確性保證,特別是當(dāng)應(yīng)用于與訓(xùn)練數(shù)據(jù)集顯著不同的輸入時(shí),或者當(dāng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集有噪聲或不完整時(shí)。此外,模型通常是不透明的,因?yàn)楹茈y從模型中提取人類(lèi)可以理解的解釋來(lái)說(shuō)明模型為什么做出特定的預(yù)測(cè),或者理解模型的一般行為。因此,這些工具乍一看似乎不適合研究數(shù)學(xué),因?yàn)槿藗兗认M玫絿?yán)格的證明,又希望對(duì)論證有直觀的理解。

盡管如此,最近出現(xiàn)了一些有前景的用例,即適當(dāng)選擇的機(jī)器學(xué)習(xí)工具可以產(chǎn)生或至少提出新的嚴(yán)格數(shù)學(xué),特別是與其他可以驗(yàn)證這些工具輸出的更可靠技術(shù)相結(jié)合時(shí)。例如,流體方程數(shù)學(xué)理論(例如歐拉方程或納維-斯托克斯N-S方程)的一個(gè)基本問(wèn)題是能夠嚴(yán)格證明解u在有限時(shí)間內(nèi)從光滑的初始數(shù)據(jù)開(kāi)始有限時(shí)間內(nèi)爆破。最臭名昭著的例子涉及三維不可壓縮納維-斯托克斯方程,該方程的解是(未解決的)千禧年獎(jiǎng)問(wèn)題之一;這仍然遙不可及,但最近在其他流體方程方面取得了進(jìn)展,例如二維的Boussinesq方程(三維不可壓縮歐拉方程的簡(jiǎn)化模型)。建立這種奇點(diǎn)(singularity)的一種途徑是構(gòu)建自相似的爆破解u,由解出一個(gè)更簡(jiǎn)單的偏微分方程(PDE)的低維函數(shù)U描述。該偏微分方程的封閉形式解似乎不可用;但如果能夠產(chǎn)生這個(gè)偏微分方程的足夠高質(zhì)量的近似解?(近似服從某些邊界條件),可以通過(guò)應(yīng)用微擾理論嚴(yán)格證明精確解U(例如基于不動(dòng)點(diǎn)定理的理論)。傳統(tǒng)上,人們會(huì)使用數(shù)值PDE方法來(lái)嘗試產(chǎn)生這些近似解?,例如,通過(guò)將偏微分方程離散化為差分方程(difference equation),但使用此類(lèi)方法獲得具有所需精度水平的解的計(jì)算成本可能很高。Wang、Lai、Gómez-Serrano和Buckmaster【W(wǎng)LGSB23】于2019年提出了另一種方法,他們使用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PINN,Physics Informed Neural Network)來(lái)生成函數(shù)?,可以最小化一個(gè)合適的損失函數(shù),該函數(shù)度量了近似遵守所需偏微分方程和邊界條件的程度。由于這些函數(shù)?通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而不是方程的離散版本生成,它們可以更快地生成,并且可能不易受到數(shù)值不穩(wěn)定的影響。事實(shí)證明,Chen和Hou的同期工作【CH22】能夠使用更傳統(tǒng)的數(shù)值方法為該方程建立有限時(shí)間爆破解;然而,機(jī)器學(xué)習(xí)范式顯示出作為此類(lèi)偏微分方程問(wèn)題的補(bǔ)充方法的巨大潛力。例如,我們可以設(shè)想一種混合方法,其中人類(lèi)數(shù)學(xué)家首先提出一個(gè)爆破模擬,然后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嘗試找到一個(gè)粗略的近似解,然后使用更傳統(tǒng)的數(shù)值方法將該解細(xì)化得足夠準(zhǔn)確,使得可以對(duì)其應(yīng)用嚴(yán)格的穩(wěn)定性分析。

機(jī)器學(xué)習(xí)在數(shù)學(xué)中應(yīng)用的另一個(gè)例子是紐結(jié)理論(knot theory)領(lǐng)域。結(jié)具有極其多樣化的拓?fù)洳蛔兞浚航Y(jié)的符號(hào)差(signature)是與以結(jié)為邊界的表面(Siefert曲面)的同調(diào)性相關(guān)的整數(shù);結(jié)的Jones瓊斯多項(xiàng)式可以使用辮子(braid)的表示理論來(lái)描述;大多數(shù)結(jié)(不包括環(huán)面結(jié)torus knot)其補(bǔ)(complement)具有典范雙曲幾何,可用于描述許多雙曲不變量,例如雙曲體積等等。先驗(yàn)地,這些來(lái)自不同數(shù)學(xué)領(lǐng)域的不變量之間的相互關(guān)系并不明顯。然而,2021年,Davies、Juhász、Lackenby和Tomasev【DJLT21】通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)研究了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)在現(xiàn)有的近200萬(wàn)個(gè)結(jié)(加上100萬(wàn)個(gè)隨機(jī)生成的額外的結(jié))的數(shù)據(jù)庫(kù)上訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),他們能夠使該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型從大約兩打雙曲不變量中高精度地預(yù)測(cè)結(jié)的符號(hào)差。然而,生成的預(yù)測(cè)函數(shù)非常不透明,并且最初并沒(méi)有揭示出關(guān)于符號(hào)差和雙曲不變量之間的精確關(guān)系的更多見(jiàn)解。然而,可以通過(guò)一種稱(chēng)為顯著性分析(saliency analysis)的簡(jiǎn)單工具進(jìn)一步進(jìn)行,粗略地說(shuō),該工具測(cè)量每個(gè)單獨(dú)的雙曲不變量對(duì)預(yù)測(cè)函數(shù)的影響。該分析表明,在使用的兩打雙曲不變量中,只有其中三個(gè)(縱向平移以及子午平移的實(shí)部和復(fù)數(shù)部分)對(duì)預(yù)測(cè)函數(shù)有顯著影響。通過(guò)視覺(jué)上檢查這三個(gè)不變量的符號(hào)差散點(diǎn)圖,作者能夠推測(cè)出這些數(shù)量之間更容易理解的關(guān)系。進(jìn)一步的數(shù)值反駁了他們最初的猜想,但提出了他們能夠嚴(yán)格證明的猜想的修改版本。機(jī)器生成的猜想與人類(lèi)使用理論進(jìn)行驗(yàn)證(和修改)之間的相互作用是一個(gè)有前途的范式,似乎適用于許多其他數(shù)學(xué)領(lǐng)域。

機(jī)器學(xué)習(xí)的許多應(yīng)用需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù),理想情況下以某種標(biāo)準(zhǔn)化格式(例如數(shù)字向量)表示,以便現(xiàn)有的機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以相對(duì)輕松地應(yīng)用于其中。數(shù)據(jù)的精確表示至關(guān)重要;機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以很容易地在一種數(shù)據(jù)表示中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不同組成部分之間的相關(guān)性,但在另一種數(shù)據(jù)表示中幾乎不可能找到。雖然數(shù)學(xué)的一些領(lǐng)域開(kāi)始編制有用對(duì)象的大型數(shù)據(jù)庫(kù)(例如,結(jié)、圖或橢圓曲線(xiàn)),但仍然有許多重要類(lèi)別的更模糊定義的數(shù)學(xué)概念尚未系統(tǒng)地放入可用于機(jī)器學(xué)習(xí)的形式中。例如,回到偏微分方程的例子,文獻(xiàn)中研究了數(shù)千種不同的偏微分方程,但通常在符號(hào)和項(xiàng)的代數(shù)排列方面具有很大的可變性,而且沒(méi)有什么類(lèi)似于通常所研究的偏微分方程的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(例如,研究它們是橢圓形、拋物線(xiàn)形還是雙曲形;解的存在性和唯一性、守恒定律等已知的信息)。這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)可能有助于根據(jù)其他偏微分方程的結(jié)果對(duì)一個(gè)偏微分方程的行為進(jìn)行推測(cè)性預(yù)測(cè),或者建議從一種偏微分方程到另一種偏微分方程的可能類(lèi)比或化簡(jiǎn);但由于缺乏任何規(guī)范范式來(lái)表示此類(lèi)方程(或至少缺乏識(shí)別它們的“指紋” 【BT13】),因此目前構(gòu)建這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)都非常困難,更不用說(shuō)將其輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)了。可以想象,未來(lái)的證明形式化和人工智能的進(jìn)步可能會(huì)使生成和利用此類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)(可能包含“真實(shí)世界”和“合成”數(shù)據(jù)集)變得更加可行。

3. 大語(yǔ)言模型

大語(yǔ)言模型(LLM)是一種相對(duì)較新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型,適合對(duì)極其廣泛和大型的自然語(yǔ)言文本數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練。一種流行的大語(yǔ)言模型是GPT(Generative Pre-trained Transformer生成式預(yù)訓(xùn)練轉(zhuǎn)換器),顧名思義,它是圍繞Transformer模型(一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變體,旨在預(yù)測(cè)字符串中的下一個(gè)單詞即“token詞元”,并保留對(duì)字符串早期單詞的一些長(zhǎng)期“注意力”,以模擬句子的上下文)構(gòu)建的。通過(guò)迭代該模型,人們可以對(duì)給定的文本提示(prompt)生成冗長(zhǎng)的文本響應(yīng)。當(dāng)使用少量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí),此類(lèi)模型的輸出并不令人印象深刻,例如,并不比嘗試在智能手機(jī)上迭代“自動(dòng)完成”文本輸入功能復(fù)雜多少,但經(jīng)過(guò)對(duì)極大且多樣化的數(shù)據(jù)集進(jìn)行大量訓(xùn)練后,這些模型的輸出可以令人驚訝地連貫,甚至具有創(chuàng)造性,并且可以生成乍一看很難與人類(lèi)書(shū)寫(xiě)區(qū)分開(kāi)的文本,盡管仔細(xì)檢查后,輸出通常是無(wú)意義的,并且與任何基本事實(shí)沒(méi)有聯(lián)系,這種現(xiàn)象被認(rèn)為是“幻覺(jué)”(hallucination)。

人們當(dāng)然可以嘗試應(yīng)用這種通用的LLM來(lái)嘗試直接解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。有時(shí),結(jié)果可能相當(dāng)令人印象深刻;例如布貝克(Bubeck)等人記錄了一個(gè)案例,其中強(qiáng)大的大語(yǔ)言模型GPT-4能夠提供2022年國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克問(wèn)題的完整且正確的證明,該問(wèn)題并不在該模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中。相反,該模型不太適合執(zhí)行精確計(jì)算,甚至基本算術(shù);在一個(gè)例子【BCE?23】中,當(dāng)要求計(jì)算表達(dá)式7×4 + 8×8時(shí),GPT-4立即給出了錯(cuò)誤答案120,然后繼續(xù)通過(guò)分步過(guò)程來(lái)證明計(jì)算的合理性返回正確答案92。當(dāng)被問(wèn)及這一差異時(shí),GPT-4只表示其最初的猜測(cè)是一個(gè)“拼寫(xiě)錯(cuò)誤”(typo)。這些問(wèn)題可以通過(guò)使用GPT-4的“插件”得到一定程度的補(bǔ)償,其中GPT-4被訓(xùn)練為向外部工具(例如Wolfram Alpha)發(fā)送特定類(lèi)型的查詢(xún)(例如數(shù)學(xué)計(jì)算),而不是通過(guò)其內(nèi)部模型猜測(cè)答案,盡管目前工具之間的集成還不是無(wú)縫的。類(lèi)似地,最近的概念驗(yàn)證【RPBN?23】已經(jīng)表明,LLM可用于查找組合學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)中各種問(wèn)題的示例,這些示例優(yōu)于以前的人類(lèi)生成的示例,方法是要求這些模型生成程序來(lái)創(chuàng)建此類(lèi)示例,而不是嘗試直接構(gòu)建示例,然后使用另一種語(yǔ)言執(zhí)行該程序來(lái)可靠地驗(yàn)證輸出的質(zhì)量,然后將其發(fā)送回原始模型以提示其對(duì)猜測(cè)進(jìn)行改進(jìn)。最近在使用LLM來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)有符號(hào)證明引擎以解決狹窄類(lèi)別的數(shù)學(xué)問(wèn)題(例如奧林匹克幾何問(wèn)題【TWL?24】)方面也取得了進(jìn)展.

在我自己的GPT-4實(shí)驗(yàn)中(可以在 https://terrytao./mastodon-posts/ 找到),我發(fā)現(xiàn)最高效的用例是生成各種語(yǔ)言的基本計(jì)算機(jī)代碼(Python、SAGE、LaTeX、Lean、正則表達(dá)式等),或者清理凌亂且無(wú)組織的數(shù)據(jù)集(例如,在起初提供GPT-4一些所需參考書(shū)目條目格式的示例后,讓它將互聯(lián)網(wǎng)上抓取的一堆參考文獻(xiàn)整理成連貫的LaTeX參考書(shū)目)。在這種情況下,它通常會(huì)在第一次嘗試時(shí)產(chǎn)生令人滿(mǎn)意或接近令人滿(mǎn)意的輸出,只需進(jìn)行少量修改即可獲得我正在尋求的輸出類(lèi)型。我在讓GPT-4為實(shí)際數(shù)學(xué)問(wèn)題推薦相關(guān)文獻(xiàn)或技術(shù)方面也取得了一些有限的成功。在一個(gè)測(cè)試用例中,我問(wèn)它如何計(jì)算獨(dú)立隨機(jī)變量之和的尾部概率的指數(shù)衰減率,以在不給它提供大偏差理論(large deviation theory)等關(guān)鍵詞前提下,評(píng)估它是否知道這方面的相關(guān)定理(Cramér定理)。事實(shí)證明,GPT-4并沒(méi)有準(zhǔn)確定位這個(gè)定理,而是產(chǎn)生了一串?dāng)?shù)學(xué)廢話(huà),但奇怪的是,它確實(shí)引用了對(duì)數(shù)矩生成函數(shù)(logarithmic moment generating function),這是Cramér定理陳述中的一個(gè)關(guān)鍵概念,即使它似乎并不確切地“知道”這個(gè)函數(shù)與問(wèn)題的相關(guān)性。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我向GPT-4詢(xún)問(wèn)如何證明我正在研究的組合恒等式的建議。它給出了一些我已經(jīng)考慮過(guò)的建議(漸近分析、歸納、數(shù)值)以及一些通用建議(簡(jiǎn)化表達(dá)式、尋找類(lèi)似問(wèn)題、理解問(wèn)題),而且還提出了一種技術(shù)(生成函數(shù))我只是忽略了這一點(diǎn),最終很容易地解決了這個(gè)問(wèn)題。另一方面,這樣的建議列表對(duì)于新手?jǐn)?shù)學(xué)家來(lái)說(shuō)可能沒(méi)什么用,因?yàn)樗麄儧](méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)來(lái)獨(dú)立評(píng)估每個(gè)建議的有用性。盡管如此,我看到這些工具在提取用戶(hù)對(duì)一個(gè)問(wèn)題的潛在知識(shí)方面的作用,只需成為一個(gè)好的傾聽(tīng)者并提出足夠用戶(hù)給出專(zhuān)業(yè)評(píng)估的合理相關(guān)的想法即可。

Github Copilot(副駕駛)是另一個(gè)GPT模型,已集成到多個(gè)流行的代碼編輯器中。它經(jīng)過(guò)不同語(yǔ)言的大型代碼數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練,旨在利用上下文線(xiàn)索(例如代碼中其他地方要執(zhí)行的任務(wù)的非形式描述)為部分編寫(xiě)的代碼提供自動(dòng)完成建議。我發(fā)現(xiàn)它對(duì)于編寫(xiě)數(shù)學(xué)LaTeX以及在Lean中形式化非常有效;事實(shí)上,它在我寫(xiě)作時(shí)建議了幾句話(huà),從而幫助我寫(xiě)了這篇文章,其中許多句子我在最終版本中保留著或進(jìn)行了輕微編輯。雖然其建議的質(zhì)量差異很大,但有時(shí)它可以表現(xiàn)出對(duì)文本意圖的模擬理解的不可思議的水平。例如,在編寫(xiě)另一篇關(guān)于如何估計(jì)積分的闡述性L(fǎng)aTeX筆記時(shí),我描述了如何將積分分解為三個(gè)部分,然后詳細(xì)說(shuō)明了如何估計(jì)第一部分。然后Copilot立即建議如何通過(guò)類(lèi)似的方法來(lái)估計(jì)第二部分,并以完全正確的方式改變變量。這些頻繁經(jīng)歷使我在LaTeX和Lean的寫(xiě)作中獲得了小幅但明顯的加速,我預(yù)計(jì)這些工具在未來(lái)會(huì)變得更加有用,因?yàn)榭梢愿鶕?jù)個(gè)人寫(xiě)作風(fēng)格和喜好“微調(diào)”這些模型。

4. 這些工具可以組合使用嗎?

上面討論的各種技術(shù)都有非常不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),而且就其目前的發(fā)展水平而言,沒(méi)有一種技術(shù)適合作為數(shù)學(xué)家的通用工具,能與LaTeX或arXiv等無(wú)處不在的平臺(tái)相媲美。然而,最近有一些有希望的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)將兩種或多種單獨(dú)的技術(shù)結(jié)合在一起來(lái)創(chuàng)建更令人滿(mǎn)意的工具。例如,在生成證明時(shí)對(duì)抗LLM的幻覺(jué)性質(zhì)的一種可行方法是要求模型以形式證明助手的語(yǔ)言格式化其輸出,并將助手生成的任何錯(cuò)誤作為反饋發(fā)送回模型。這個(gè)組合系統(tǒng)似乎適合生成簡(jiǎn)單命題的簡(jiǎn)短證明【YSG?23】;由于此類(lèi)任務(wù)通常是有效形式化證明的限制因素,因此這種范式可以大大加快這種形式化的速度,特別是如果這些模型在形式化證明(而不是一般文本)上進(jìn)行微調(diào),并與更傳統(tǒng)的自動(dòng)化定理證明方法集成,例如SMT求解器的部署。

由于能夠接受自然語(yǔ)言輸入,LLM還可能是一個(gè)用戶(hù)友好的界面,允許沒(méi)有特定軟件專(zhuān)業(yè)知識(shí)的數(shù)學(xué)家使用高級(jí)工具。如前所述,我和許多其他人已經(jīng)經(jīng)常使用此類(lèi)模型來(lái)生成各種語(yǔ)言的簡(jiǎn)單代碼(包括符號(hào)代數(shù)包),或創(chuàng)建復(fù)雜的圖表和圖像;似乎可以合理地預(yù)期,在不久的將來(lái),人們還可以通過(guò)此類(lèi)模型進(jìn)行通信,僅使用高級(jí)會(huì)話(huà)指令來(lái)設(shè)計(jì)和操作像機(jī)器學(xué)習(xí)模型這樣復(fù)雜的東西。更雄心勃勃的是,人們可能希望最終能夠通過(guò)用自然語(yǔ)言向人工智能解釋結(jié)果來(lái)生成完整的研究論文(初稿),并完成形式驗(yàn)證,人工智能將嘗試形式化結(jié)果的每一步并在需要澄清時(shí)詢(xún)問(wèn)作者。

當(dāng)前形式的形式化證明驗(yàn)證的人力密集性質(zhì)意味著當(dāng)前研究論文的很大一部分實(shí)時(shí)完全形式化是不可行的。然而,許多已經(jīng)用于驗(yàn)證研究論文中特定計(jì)算密集型部分的工具(例如數(shù)值積分或 PDE求解器、符號(hào)代數(shù)計(jì)算或使用SMT求解器建立的結(jié)果)似乎可以進(jìn)行修改之后出具形式證明證書(shū)。此外,可以以這種方式形式化的計(jì)算類(lèi)別可以從當(dāng)前實(shí)踐中大大擴(kuò)展。僅舉一個(gè)例子,在偏微分方程領(lǐng)域,通常會(huì)使用大量計(jì)算來(lái)估計(jì)涉及一個(gè)或多個(gè)未知函數(shù)(例如一個(gè)偏微分方程的解)的某些積分表達(dá)式,并使用各種函數(shù)空間范數(shù)中此類(lèi)函數(shù)的界限(例如Sobolev索博列夫空間范數(shù)),以及標(biāo)準(zhǔn)不等式(例如,H?lder霍爾德不等式和Sobolev索博列夫不等式),以及各種恒等式,例如分部積分或積分符號(hào)下的微分。此類(lèi)計(jì)算雖然是常規(guī)計(jì)算,但可能包含不同嚴(yán)重程度的拼寫(xiě)錯(cuò)誤(例如符號(hào)錯(cuò)誤),并且仔細(xì)審閱可能會(huì)很乏味,因?yàn)橛?jì)算本身除了驗(yàn)證最終估計(jì)值是否成立之外幾乎沒(méi)有提供任何見(jiàn)解??梢韵胂螅梢蚤_(kāi)發(fā)工具來(lái)以自動(dòng)或半自動(dòng)的方式建立此類(lèi)估計(jì),并且當(dāng)前此類(lèi)估計(jì)的冗長(zhǎng)且無(wú)啟發(fā)性的證明可以由形式證明證書(shū)的鏈接取代。更雄心勃勃的是,人們可能能夠要求未來(lái)的AI人工智能工具在給定一組初始假設(shè)和方法的情況下產(chǎn)生最佳估計(jì),而無(wú)需首先進(jìn)行一些紙筆計(jì)算來(lái)猜測(cè)估計(jì)值是什么。目前,可能估計(jì)的狀態(tài)空間太復(fù)雜,無(wú)法以這種方式自動(dòng)探索;但我認(rèn)為隨著技術(shù)的進(jìn)步,這種自動(dòng)化沒(méi)有理由無(wú)法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這種情況成為現(xiàn)實(shí)時(shí),目前尚不可行的大規(guī)模的數(shù)學(xué)探索就成為可能。繼續(xù)以偏微分方程為例,該領(lǐng)域的論文通常一次研究一兩個(gè)方程;但在未來(lái),人們可能能夠同時(shí)研究數(shù)百個(gè)方程,也許只為一個(gè)方程給出完整的論證,然后讓人工智能工具將論證適應(yīng)一大族的相關(guān)方程,在推廣的論點(diǎn)非常規(guī)時(shí)詢(xún)問(wèn)作者是否有必要擴(kuò)展。這種大規(guī)模數(shù)學(xué)探索的一些提示開(kāi)始在數(shù)學(xué)的其他領(lǐng)域出現(xiàn),例如圖論中猜想的自動(dòng)探索【W(wǎng)ag21】。

目前尚不清楚這些實(shí)驗(yàn)中哪一個(gè)最終將最成功地為典型的數(shù)學(xué)家?guī)?lái)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助。一些概念證明目前無(wú)法擴(kuò)展,特別是那些依賴(lài)于計(jì)算極其密集(且通常是專(zhuān)有)的人工智能模型,或需要大量專(zhuān)家人工輸入和監(jiān)督的證明。然而,我對(duì)探索可能性空間的各種努力感到鼓舞,并相信在不久的將來(lái)會(huì)有更多執(zhí)行機(jī)器輔助數(shù)學(xué)的新方法的例子。

5. 進(jìn)一步閱讀

機(jī)器輔助證明的主題相當(dāng)廣泛,分布在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)甚至工程學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域;雖然每個(gè)單獨(dú)的子領(lǐng)域都有大量的活動(dòng),但直到最近才努力建立一個(gè)更加統(tǒng)一的社區(qū),將此處列出的所有主題匯集在一起。因此,目前很少有地方可以找到對(duì)這些快速發(fā)展的數(shù)學(xué)模式的全面調(diào)查。一個(gè)起點(diǎn)是2023年6月美國(guó)國(guó)家科學(xué)院“人工智能輔助數(shù)學(xué)推理”研討會(huì)的會(huì)議記錄【Kor23】(作者是該研討會(huì)的聯(lián)合組織者之一);作為該研討會(huì)的成果之一,Talia Ringer領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)為數(shù)學(xué)資源編譯AI的工作,其結(jié)果可以在https://docs.google.com/document/d/1kD7H4E28656ua8jOGZ934nbH2HcBLyxcRgFDduH5iQ0 中找到。

例如,該文檔中有一個(gè)指向“自然數(shù)字游戲”的鏈接,這是一種開(kāi)始熟悉Lean證明輔助語(yǔ)言的易于訪(fǎng)問(wèn)和交互的方式。這里討論的許多例子也取自2023年2月的IPAM研討會(huì)“機(jī)器輔助證明”(作者也參與共同組織),該研討會(huì)的演講可以在網(wǎng)上找到。

感謝匿名審稿人的指正和建議。

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什么是束sheaf(層)?——譯自量子雜志Quanta Magazine

2024年ECM歐洲數(shù)學(xué)大會(huì)(第9屆)EMS歐洲數(shù)學(xué)會(huì)獎(jiǎng)得主名單揭曉(含迄今全部歷史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年ECM歐洲數(shù)學(xué)大會(huì)(第9屆)F·克萊因獎(jiǎng)Felix Klein Prize獲獎(jiǎng)?wù)呙麊危ê袢繗v史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年ECM歐洲數(shù)學(xué)大會(huì)(第9屆)奧托·紐格鮑爾獎(jiǎng)Otto Neugebauer Prize獲獎(jiǎng)?wù)呙麊危ê袢繗v史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年ECM歐洲數(shù)學(xué)大會(huì)(第9屆)Lanczos蘭佐斯數(shù)學(xué)軟件獎(jiǎng)名單揭曉(含迄今全部歷史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年ECM歐洲數(shù)學(xué)大會(huì)(第9屆)Paul Lévy保羅·萊維概率論獎(jiǎng)名單揭曉(含迄今全部歷史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年國(guó)際數(shù)學(xué)物理大會(huì)ICMP亨利·龐加萊獎(jiǎng)(Henri Poincaré Prize)名單揭曉(含迄今全部歷史獲獎(jiǎng)人名單一覽)

2024年第二屆ICBS國(guó)際基礎(chǔ)科學(xué)大會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告演講者及演講主題摘要(2024年7月15日周一)

2024年Wolf沃爾夫獎(jiǎng)數(shù)學(xué)獎(jiǎng)得主出爐:諾加·阿?。∟oga Alon)、阿迪·薩莫爾(Adi Shamir)

為什么這種形狀堆積起來(lái)如此之差?——譯自量子雜志Quanta Magazine

裁決中的P與NP以及復(fù)雜性的復(fù)雜度——譯自HLF海德堡桂冠論壇博客

龐加萊之家Maison Poincaré——法國(guó)數(shù)學(xué)博物館——譯自EMS歐洲數(shù)學(xué)會(huì)雜志

大腦如何思考數(shù)字——《量子雜志》每周數(shù)學(xué)隨筆

對(duì)話(huà)德國(guó)數(shù)學(xué)家馬丁·格羅切爾Martin Gr?tschel——數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)學(xué)的未來(lái)

2的平方根如何成為一個(gè)數(shù)字——譯自量子雜志Quanta Magazine

數(shù)學(xué)“在我的廚房里”——2024歐洲數(shù)學(xué)會(huì)EMS西蒙·諾頓數(shù)學(xué)推廣獎(jiǎng)授予Nina Gasking(尼娜·加斯金)

隨機(jī)性所具有的反直覺(jué)力量——《量子雜志》每周數(shù)學(xué)隨筆

在高度連通的網(wǎng)絡(luò)中,必有一個(gè)環(huán)路——譯自量子雜志Quanta Magazine

2024內(nèi)默斯Nemmers數(shù)學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)金$30萬(wàn)授予意大利數(shù)學(xué)家Luigi Ambrosio路易吉·安布羅西奧(含迄今全部歷史獲獎(jiǎng)人名單一覽)


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