Công nghệ

OpenAI giải bài toán hình học 80 năm tuổi mà không cần mô hình chuyên dụng

Susan Hill

Mô hình lập luận đa dụng của OpenAI vừa phá vỡ một giả thuyết 80 năm tuổi trong hình học rời rạc. Mô hình không được huấn luyện để làm toán. Nó chạy trên cùng kiến trúc soạn email và viết Python, và hôm thứ Ba đã tạo ra một họ cấu hình hình học mới mà bốn nhà toán học đến nay đã kiểm chứng.

Bài toán có một phát biểu đơn giản đến mức đánh lừa. Lấy n điểm trên một mặt phẳng. Có bao nhiêu cặp trong số đó có thể nằm cách nhau đúng cùng một khoảng, chẳng hạn một đơn vị? Paul Erdős đặt câu hỏi này năm 1946 và đưa ra một chặn trên: cỡ n mũ (1 cộng o(1)), cách nói tắt cho “hầu như chỉ hơn tuyến tính”. Trong nhiều thập kỷ, các cấu hình tốt nhất đã biết đều xuất phát từ các biến thể của lưới vuông, và lưới vuông nằm rất sát mức trần đó. Các nhà toán học làm việc với chặn này như thể nó về cơ bản đã chặt.

Mô hình của OpenAI không siết chặn này. Nó phá vỡ chặn này. Hệ thống tạo ra cả một họ các sắp xếp điểm với ít nhất n mũ (1 cộng δ) cặp khoảng cách đơn vị, với một δ cố định lớn hơn không. Đó không phải là một sự tinh chỉnh; đó là một phản ví dụ cho khẳng định trung tâm của giả thuyết. Will Sawin, một trong bốn nhà toán học đã đọc lại công trình, tinh chỉnh số mũ mới thành một biểu thức gọn gàng. Thomas Bloom, Melanie Wood và Noga Alon, phần còn lại của nhóm kiểm chứng, xác nhận cấu hình đứng vững.

Điều thú vị về phương pháp là nó không đến từ bên trong hình học. Mô hình bước sang lý thuyết số đại số, mở rộng các số nguyên Gauss sang các trường số đại số khác và xem các điểm của lưới sinh ra như các cấu hình ứng viên. Cây cầu đó, hình học bị kéo vào lý thuyết số, chính là bước nhảy mà con người bỏ lỡ trong tám thập kỷ. Đó là kiểu nước đi mà trong một hội thảo toán học sẽ nhận được một cái gật đầu chậm rãi và một quãng im lặng dài.

Phản ứng từ các nhà toán học đang làm việc đến trong vòng ngày đầu tiên. Timothy Gowers, người đoạt Huy chương Fields, gọi đó là “ví dụ thực sự rõ ràng đầu tiên về việc AI giải một bài toán thực sự nổi tiếng”. Alexander Wei, nhà nghiên cứu của OpenAI, viết rằng kết quả thuộc dạng mà một người phản biện của Annals of Mathematics sẽ chấp nhận “không một chút do dự”. Khẳng định cuối có thể kiểm chứng được. Bằng chứng đã được công bố dưới dạng PDF, kèm một tài liệu nhận xét đi kèm, và cộng đồng toán học rộng hơn hiện đang đọc.

Khung mà OpenAI tựa vào là: đây là lần đầu tiên một hệ thống AI tự thân giải được một bài toán mở quan trọng và trung tâm của một ngành toán học. Từ “tự thân” ở đây mang rất nhiều sức nặng. Mô hình tạo ra cấu hình; bằng chứng được sàng lọc, tinh chỉnh và kiểm thử áp lực bởi bốn nhà toán học bằng xương bằng thịt trước khi bất kỳ thông báo nào được phát đi. Sự phân biệt này quan trọng, vì OpenAI từng đứng ở đây trước đây.

Vào tháng 10 năm 2025, công ty cho lan truyền tuyên bố rằng một mô hình nội bộ khác đã giải mười bài toán mở do Erdős đặt ra. Chỉ trong vài ngày, các nhà toán học cho thấy rằng nhiều “lời giải” đó hoặc đã được biết trước hoặc đơn giản là sai. OpenAI rút lại tuyên bố tổng quát. Sự cố đó là lý do tại sao thông báo tuần này mở đầu bằng tên những người kiểm chứng chứ không phải tên mô hình. Bốn nhà toán học là sự bảo đảm.

Chi tiết khác đáng giữ lại là loại mô hình nào đã tạo ra kết quả. OpenAI chưa tiết lộ tên hệ thống, chỉ nói rằng đó là một mô hình lập luận đa dụng, cùng họ với những mô hình lo việc chat, viết mã và trả lời phiếu hỗ trợ khách hàng. Không có biến thể chuyên về toán nào trong vòng lặp. Cùng kiến trúc xử lý hội thoại đời thường đã xử lý việc này. Hệ quả là: nút thắt cho toán học dẫn dắt bởi AI có thể chưa từng là một mô hình tinh chỉnh cho toán. Có lẽ nó là sức tính và sự kiên nhẫn.

Nút thắt đó vỡ ra mới chính là câu chuyện. Lâu nay, giả định làm việc của giới nghiên cứu là toán học thật sự nguyên bản sẽ đòi hỏi các hệ thống đóng riêng: bộ chứng minh định lý, khuôn khổ kiểm chứng hình thức, các mô hình hẹp huấn luyện trên kho chứng minh. Cái rơi xuống hôm thứ Ba là một kiểu bằng chứng khác. Một bộ lập luận được hướng vào một bài toán nổi tiếng, chưa giải, tám mươi năm tuổi; cho đủ chỗ để suy nghĩ, nó tạo ra điều mà Sawin, Bloom, Wood và Alon đồng ý rằng đúng. Con đường từ cửa sổ chat đến Erdős hóa ra ngắn hơn dự kiến.

Một vài dè dặt vẫn còn. Mô hình chưa công khai. Các nhóm độc lập ngoài hội đồng bốn người ban đầu sẽ đọc bằng chứng trong những tuần tới, và quá trình bình duyệt đầy đủ cho Annals hoặc một tạp chí hàng đầu khác sẽ mất nhiều tháng. Số mũ δ nhỏ. Cấu hình không giải bài toán khoảng cách đơn vị họ hàng trên mặt cầu hay ở các chiều cao hơn. Không điều nào trong số đó làm giảm đi điều đã xảy ra hôm thứ Ba. Nó chỉ đặt vị trí cho điều đó.

Điều thay đổi là kỳ vọng. Một năm trước, câu hỏi về AI trong toán học là liệu các hệ thống này có bao giờ tạo ra được những chứng minh nguyên bản đáng kể. Kể từ tuần này, câu hỏi là bài toán mở nào sẽ ngã tiếp theo, và liệu các nhà toán học kiểm chứng các chứng minh có tiếp tục được ghi công như cách Alon và các đồng nghiệp của ông được ghi công ở đây hay không.

Một giả thuyết từ 1946 là một trong những vật thể lặng lẽ ngồi trên kệ, đợi đúng bàn tay đến lấy xuống. Bàn tay đã lấy nó xuống trong tuần này chạy trên một cụm GPU, không được huấn luyện cho công việc, và kết thúc nhiệm vụ trong khi bốn nhà toán học nhìn theo.

Thảo luận

Có 0 bình luận.