7月21日,数学界迎来一场引人瞩目的突破。一个仅由216个字符构成的显式三变量多项式反例,直接推翻了困扰学界长达87年的雅可比猜想。7月20日,Anthropic旗下研究员、哈佛大学数学家莱文特·阿尔珀格(Levent Alpöge)在X平台上公布了这一重大发现,并特别指出,这一反例的诞生离不开Anthropic的Claude Fable 5——它甚至在世界杯决赛期间,依然默默地进行着计算。

这项成果专门针对三变量及更高维度的情形,但并未彻底终结整个雅可比猜想。阿尔珀格给出的反例适用于三维复数空间,并且可以推广至所有更高维空间;然而,二维版本的难题依然悬而未决,等待进一步的探索。
猜想究竟说了什么
雅可比猜想由德国数学家奥托-海因里希·凯勒(Ott-Heinrich Keller)于1939年提出,并被列入数学家斯蒂芬·斯梅尔1998年列出的18个21世纪数学难题之一。该猜想讨论的是一类多变量多项式映射:如果映射的雅可比行列式处处等于同一个非零常数,那么它在局部就不会把相邻点“挤压”到一起。按照猜想,这种局部可逆性理应保证整个映射存在一个多项式反函数。


Fable 5参与找到的这个反例,恰好击中了这一猜想的缺口。该三变量映射的雅可比行列式恒等于-2,完全满足猜想的条件;但令人意外的是,三个不同的输入点,都被映射到了同一个输出点 (-1/4, 0, 0)。一个输出对应多个输入,反函数自然也就不存在了。
核验进展与学界反应
反例公布后,数学界迅速行动起来,展开核验工作。Wolfram MathWorld已经收录了完整的公式、三个输入点以及计算结果;数学家戴维·斯派尔(Da vid Speyer)在专业博客Secret Blogging Seminar上写道,这个映射通常呈现三对一的关系。谷歌DeepMind的Formal Conjectures项目也在7月20日收到了Lean形式化验证代码,目前拉取请求仍在评审中,并且明确保留了“二维版本尚未解决”的状态。
外界目前仍然不清楚这个反例究竟是如何被发现的。阿尔珀格的原帖只提到Fable在世界杯决赛期间工作;他没有公布提示词、搜索过程、模型运行次数,也未解释人和模型各自完成了哪些步骤。据New Scientist报道,阿尔珀格和Anthropic均未回应采访请求。
专家如何看待这一突破
伦敦玛丽女王大学的阿比谢克·萨哈(Abhishek Saha)对New Scientist表示,这可能是迄今为止AI参与解决或推翻的最大数学猜想。他指出,这类问题往往很难找到答案,但答案出现后相对容易核验。此次进展显示,AI的作用已经从检查人类给出的证明,延伸到搜索和构造可直接验证的数学对象。
约克大学的克里斯·鲍曼-斯卡吉尔(Chris Bowman-Scargill)则指出,找到推翻猜想的反例与建构全新数学理论是两类截然不同的工作。后者——比如怀尔斯证明费马大定理时建立整套新理论、写下约百页数学论证——仍然高度依赖人类的创造力。
目前,数学界的工作已经从核验反例转向解释其深层结构。斯派尔等人正在分析这个映射的三重分支和几何来源,Lean社区则继续推进形式化代码。三变量及更高维版本已经被反例推翻,而二维情形仍需继续寻找答案。(易句)
