新智元报道 数学界重大突破! 就在最近,GPT-6 Astra又在哥德巴赫猜想上取得新进展了。 网友Captain Sude宣布:Astra已成功证明了关于刘维尔函数的一项类哥德巴赫猜想! 具体来说,它无条件证明了哥德巴赫猜想的Liouville弱形式。 更惊人的是,跟我们的想象不同,这一次,Astra并不只是靠着大力出奇迹的算力碾压——它做出l非常优雅的逻辑推理。 并且,这个证明现在已经通过了Lean 4的形式化验证。 摘不下的明珠 在这之前,哥德巴赫猜想这个幽灵,已经折磨了人类数学家近三个世纪。 1742年,哥德巴赫在欧拉的信中提出这个猜想:「任一大于2的偶数,都可以写成两个素数之和。」 为了它,无数人耗尽心血。从哈代、李特尔伍德,到陈景润证明「1+2」,人类始终无法皇冠上的明珠——「1+1」。 这是因为,素数的分布太诡异了! 既然死磕行不通,数学家们脑洞大开,搞出一套「替身文学」——刘维尔版本的哥德巴赫猜想。 为了模拟素数,数学家们引入了一个奇妙的工具:刘维尔函数。 这个函数记作 ,其中的代表一个数字包含的质数因子的总个数。 它的规则就像一个只认「单双数」的开关:如果一个数包含的质数块个数是偶数,那么λ(n)=1。 如果包含的质数块个数是奇数,那么λ(n)=-1。 所有的纯质数(比如2, 3, 5, 7, 11),它们的刘维尔函数值绝对都是 -1!然而,反过来并不成立,比如8、12的λ值也是 -1。 2018年,在知名数学论坛MathOverflow上,有人提出了一个弱化版哥德巴赫猜想: 对于每一个大于2的偶数N,是否总能找到两个正整数 a和b,使得 N=a+b,并且 λ(a)=λ(b)=−1。 如果经典的哥德巴赫猜想是对的,那么这俩素数的刘维尔值必然都是-1,所以这个「刘维尔猜想」也绝对是对的。 但现在,数学家们放宽了条件:加数不一定非得是纯素数,只要它的质因子个数是奇数就行! 黎曼阴影下的突围:AI给出惊天两页纸 既然放宽了条件,应该很容易证明吧?结果,它依然难得令人发指! 问题的核心在于,数学家想要研究这种正负交替的符号在加法组合下,会不会像抛硬币一样互相抵消,从而揭示隐藏在加法底下的深层秩序。这关乎打通数学中「乘法积木」与「加法组合」的桥梁。 直到2024年,数学家 Alexander P. Mangerel 终于有了突破。在一篇论文中,他证明了:对于所有足够大的偶数,这个猜想是成立的。 链接:https://arxiv.org/abs/2404.12117 但是!它的证明带着两个限制。 1. 「 足够大 」 :意味着它不包括那些比较小的偶数。 2. 「 GRH 」 :他的证明严重依赖于广义黎曼猜想。也就是说,只有在广义黎曼猜想成立的前提下,他的结论才成立。 而这一次,Astra 和 Captain Sude 的团队,直接把这两个枷锁突破了! 一开始,Astra丢出了一份仅仅只有2页纸的PDF。 这份精悍的论文中,Astra 宣布—— 无需广义黎曼猜想,可以无条件证明:所有能被4整除的正整数,都可以表示为两个刘维尔值为-1的正整数之和! 在PDF中,Astra巧妙地利用了Mangerel论文中的一个「无条件相关性界限」,结合了一个极其精妙的下降法。 定理的核心逻辑,是用反证法:假设存在一个奇数 m(不被3整除),并且在4m这个规模下,没有任何一对和为4m的数字的刘维尔值都是 -1。 接下来,Astra开始步步紧逼。 1.因为乘以4不会改变刘维尔值,所以m本身也不能被拆成两个负号的数。 2.因为乘以2会翻转刘维尔值(多了一个质因子2),所以 2m 不能被拆成两个正号的数。 3.接着,AI通过构造 a+b=m 且 λ(a)=λ(b)=1的情况,并选取差值 b−a 最小的一对,利用它们与 3的整除关系,强行推导出了一个矛盾! 它发现,如果你假设 4m没有这样的拆分,那么通过乘法与加法的交错逼近,最终会在局部迫使所有的数字都带有相反的符号,这直接违背了Mangerel之前证明的界限。 就这样,仅仅用初等的代数推导(甚至高中生都能看懂推导过程),Astra就这样发现了无条件成立的情况。 48小时,彻底终结全偶数域 而且,还没结束。 据项目作者 Captain Sude 透露,Astra 在第一天证明了「4的倍数」情形后,第二天,它又找到了一条全新的初等证明路线,直接把结果推广到了全部大于2的偶数! 这一次,它给出这个核心主张: 其中,没有任何「充分大」的限制,没有有限例外集,所有偶数,无条件成立! 而它的证明思路,更是让人拍案叫绝。 它并没有使用暴力穷举,也没有靠把以前的解析估计压缩得更紧,而是玩了一步漂亮的「结构转化」。 AI的逻辑链条如下。 第一步:寻找替罪羊。 AI先证明,对于每一个大于3的素数p ,都存在正整数u,