“书生”破解三维吉斯猜想找到混沌系统“底层代码”中国数学家首次用中国大模型攻克世界级数学难题 - 地方动态

本报讯（记者俞陶然）昨天，上海人工智能实验室宣布，实验室访问学者、大湾区大学教授许地生团队依托“书生”科学多模态大模型S2，破解了世界级数学难题——三维吉斯猜想。相关证明论文已在预印本平台arXiv发表，其形式化代码在Github平台公开。北京大学董彬教授、刘若川院士团队对这一证明完成形式化验证，验证了这项工作的正确性。这是中国数学家首次用中国大模型攻克世界级数学难题。 吉斯猜想由法国数学家艾蒂安·吉斯于1995年提出，三维闭流形是该猜想备受关注的特例。通俗地说，这个三维情形猜想认为流形（局部看起来像欧几里得空间的拓扑空间）上任何有限套光滑对称，都不会无限度地复杂混乱。如果这个猜想成立，混沌的动力学轨迹问题就能被化归成简洁、规整的标准代数模型。 三维吉斯猜想兼具理论难度与学科标志性价值，旨在为混沌系统寻找“底层代码”，也是检验数学推理能力的一块试金石，被动力系统领域数学家公认为“重要的长期公开问题”。 许地生深耕吉斯猜想，曾与他的法国导师、菲尔兹奖得主阿图尔·阿维拉一起研究猜想的三维情形，但没有形成有效的证明思路。 转机出现在2025年全国中学生数学奥林匹克竞赛上。那次大赛首设人工智能测试，“书生”S1大模型获得102分，在参赛大模型中排名第一，且远超78分的金牌线。 关注到大模型研究数学的潜力后，许地生拜访了上海人工智能实验室。今年初，他与实验室AI专家组建的联合团队启动了模型训练合作研究。训练过程中，许地生依托三维吉斯猜想等前沿数学问题，寻找模型与系统在数学领域的能力短板，与AI专家完成了多轮系统迭代。迭代升级的“书生”S2及配套系统具备大规模递归推理能力，并拥有高灵活性的人机交互能力，在复杂数学命题处理能力上实现了质的跃升。 针对三维吉斯猜想的首轮推理，“书生”S2就产出400页推导报告。从这份报告中，许地生和瑞典皇家理工学院博士后张洁松抓到了关键突破口，持续给模型反馈、校准探索方向，引导模型沿着有价值的思路持续深耕。一轮轮交互、一次次试错，数学家和大模型彼此启发，最终拼接出完整的证明链条。 在此过程中，“书生”S2先后完成7批接续推演，问题图从15个节点扩展到389个，输出上千页的严密推导，同时生成数十种全新论证思路，成功助力团队破解了这一世界级数学难题。 “大模型在跨领域知识积累方面，比人类数学家强。‘书生’S2生成的报告中，用了我不太熟悉的微分几何知识，提供了新思路，给我很大启发。”张洁松说。他也指出，大模型一次性会生成很多研究思路，数学家要凭借自己的经验和直觉，选择其中最靠谱的几条思路，才能取得突破。 值得一提的是，北京大学北京国际数学研究中心谢俊逸教授曾用GPT-6尝试证明三维吉斯猜想，但没有成功。“这说明中国大模型有能力站上前沿数学的国际赛场，助力世界级难题攻关。”谢俊逸说。 这一突破也展示了人工智能用于基础研究的广阔前景。上海人工智能实验室负责人表示，传统数学研究依赖个体天才的漫长摸索，而此次研究将专家直觉系统性接入机器求解回路，形成“系统探索—专家判断—成果积累—反馈修正”的闭环。这种科研新范式可复制推广到更多搜索空间巨大、专家稀缺的基础研究领域，取得更多原始创新突破。 接下来，上海人工智能实验室将依托此次研究跑通的能力闭环，封装为“书生·端砚”科学发现平台的数学验证模块。目前，上海人工智能实验室持续面向全球招募访问学者，提供世界级科学命题、专属顶级算力池和专项科研支持通道，邀海内外战略科学家、青年科技人才共同探索科学智能前沿方向。