陶哲軒「數學 2.0」演講:AI 讓證明不再稀缺,盲目追求解題有害數學
數學家陶哲軒(Terence Tao)10 月 9 日在加州理工學院發表公開演講,主題原訂為「機器輔助證明」,最後改成「數學 2.0」。他在個人網站公開的講稿中指出,數學界正進入「證明過剩」的時代,過去以解題為核心的評價方式已經和數學的長遠目標錯位,「繼續盲目只追求解題,如今對數學的長期健康有害」。
這場演講屬於美國數學研究所(AIM)的公開講座系列。陶哲軒在網站上表示,往後他會沿用「數學 2.0」這個標題,演講影片與逐字稿會晚點公開。
從「證明稀缺」到「證明過剩」
陶哲軒把傳統數學稱為「數學 1.0」,認為它建立在「證明稀缺」的前提上:解出一道開放問題並證明它正確,向來困難又少見,通常需要大量專業知識,數學界許多制度、傳統與獎勵機制也都是圍繞這個前提設計。
他認為數學證明有三項特質,讓它特別適合用機器學習處理:證明可以客觀驗證,甚至能用 Lean 等證明輔助語言交給電腦檢查;證明高度數位化,不需要實體實驗或真實世界資料;大量研究文獻也已經數位化。前沿 AI 實驗室因此優先投入數學解題能力,陶哲軒寫道:「這筆龐大投資的結果,是我們正進入數學的證明過剩時代。」
他指出,只要有足夠的算力和前沿模型,現在已經能在相對短的時間內解出許多過去被認為困難的開放問題,而且下指令的人越來越常不需要相關專業。相較之下,AI 在主觀判斷、真實世界互動與資料稀少這類任務上表現仍不理想,他形容 AI 的能力極度「參差不齊」。
以倖存者偏差比喻 AI 解題熱潮
陶哲軒在講稿中放了一張二戰轟炸機彈孔圖,配上一句「哇,我在社群媒體上看到的數學題全都被 AI 解掉了!」,用倖存者偏差比喻外界只看到成功案例。他表示,儘管新聞稿和社群媒體給人這種印象,前沿多數問題即使投入大量算力仍然沒有解開,失敗的 AI 嘗試則很少被報導。
他呼籲對 AI 能力進行更透明、更科學的評估,完整揭露資源消耗與負面結果等關鍵數據,並舉獨立評估 AI 數學能力的計畫 First Proof 為例。
開放問題是燈塔,不是終點
陶哲軒認為,解題雖然一直是數學研究最顯眼的目標,實際上只是更有價值的長期目標的「代理指標」。在純數學裡,開放問題比較像「燈塔」,用來引導數學家探索周邊領域;過程中學到的東西,不論成功、失敗或只有部分進展,往往比最後的答案更有價值。如果自動化工具過早抵達這些燈塔,可能打斷那些還沒走過的路徑,「讓周邊領域荒蕪」。
他也提出一個思想實驗:假設有人要求 AI「找出能通過第三期臨床試驗的癌症療法」,AI 耗費大量算力後,找到一組前所未見的化學藥物組合,數學模型預測能殺死癌細胞,預測也經過 Lean 驗證,最後真的通過三期試驗,但沒有人知道這組配方是怎麼找到的。陶哲軒問,這個解答會不會是鑽了試驗流程的漏洞?「在把這組藥物注射進你的血管之前,你會不會希望至少有一位人類癌症專家理解這種療法背後的機制?」
預告開源數學模型「很快」釋出
陶哲軒主張,「數學 2.0」的方向是用 AI 強化人類理解數學的每個環節,而不是只拿來產出證明。他列舉的做法包括:替現有證明難以理解的定理找出更易懂的解釋,把大量論文整合成持續更新的網絡,建立 Mathlib 這類大型形式化數學資料庫,以及做「消融研究」,也就是拿掉某個關鍵條件,看已證明的定理是否仍然成立。
他也提到要開發針對數學任務、具備高度可解釋性與安全性的開源數學模型,並寫道「部分開源數學模型很快就會釋出,敬請期待」,但沒有說明是哪個團隊、何時推出。講稿最後一頁寫著,實現數學 2.0 的主要瓶頸不是技術,甚至不是制度文化,「而是想像力」。
陶哲軒是 9 月 11 日25 位菲爾茲獎得主聯署聲明的首批簽署人之一,這份聲明同樣批評 AI 公司的解題競賽與數學界的目標錯位。講稿中提到的加州理工學院 Mathathon 活動將在 11 月 13 日至 15 日舉行,由學生主辦,參賽者使用開源 AI 工具,替現有證明不夠令人滿意的定理找出新的證明或解釋。
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