千呼万唤的 OpenAI GPT-6 Astra 终于在今早「降临」。

尤其是发布尾声,OpenAI 总裁 Greg Brockman 一句「Welcome to the AGI era」,更是将现场气氛推向高潮。

虽然目前 GPT-6 Astra 仅向少量组织开放,但 X 上围绕它是否已经接近「AGI」的大量测试和讨论,早已铺天盖地。

而就在这场关于 AGI 的「狂欢」之外,我们发现了一项隐藏在模型发布背后的研究成果:GPT-6 Astra 在有界素数间隔(bounded gaps between primes)问题上取得新突破,将此前已知上界从 246 推进至 186。

事情是这样的。

今早,宾夕法尼亚大学统计学教授、OpenAI 研究员、北大数院 07 级校友苏炜杰发了一则帖文,宣布GPT-6 Astra 已将素数间隔上界推进至 186,并完成了 Lean 形式化验证!

他写道:

「我 9 岁第一次听说孪生素数猜想时,就被这个问题深深吸引。它简洁优美的数学结构,以及张益唐那段传奇般的突破故事,一直留在我的记忆里。

今晚的经历非常不真实 —— 我成为第一个见证模型取得这一进展的人:它把此前由 246 保持的最好上界一路推进到了 186。而这个问题,正是我从小时候起就一直敬仰的数学难题。

对我来说,这一刻仿佛是在见证一个全新时代的智能诞生。而这一切,都离不开 OpenAI 每一位成员的努力!」

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帖文下面还附带着 OpenAI 发布的论文:「Improved Short Gaps Between Primes」,论文摘要中表示:「该数学证明由 GPT-6 Astra 给出。」

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  • 论文链接:https://cdn.openai.com/pdf/51126fac-1b68-4128-9666-c908bcc16033/short_gaps.pdf

帖文一经发布,很快引发讨论,不少网友表示:虽然看不懂,但似乎很厉害!

确实,这件事的重要性,并不只是因为数字从 246 变成 186。更关键的是:它或许代表 AI 正从「解决数学问题」,走向「参与数学研究」。

下面,我们来具体看一看。

从张益唐到陶哲轩,「素数间隔」曾是数学家的「长期战场」

首先,要理解这次突破,就要知道它解决的是什么问题?

素数大家都知道,那也知道素数看似是随机分布,比如 2、3、5、7、11、13…… 但随着数字越来越大,两个相邻素数之间的距离也会不断变化,像是 11 和 13 之间差 2;23 和 29 之间差 6……

数学家长期关注一个问题:相邻素数之间的距离,是否会无限次出现非常小的情况?

其中最著名的就是与素数间隔密切相关的「孪生素数猜想」:是否存在无限多对相差 2 的素数?

例如:11 和 13、17 和 19、29 和 31……

但这个猜想提出超过 100 年,至今仍未被证明。不过,退而求其次,数学家已经证明了一个弱一些的结论:即使无法证明存在无限多个「距离为 2」的素数对,也可以证明:存在无限多组素数,它们之间的距离不会超过某个固定数字。

而这个数字,就是研究者不断竞争降低的目标。

首先要提到的是 2013 年,华人数学家张益唐取得突破证明:存在无限多对素数,它们之间的距离小于 7000 万。这是几十年来该方向最重要的进展之一。

随后,数学界不断改进这一结果。其中,菲尔兹奖得主 James Maynard、Terence Tao(陶哲轩)等数学家继续推动筛法发展,将这一界限持续压低,最终,这条路线的重要纪录长期停留在:246。

而 OpenAI 公布的 GPT-6 Astra 结果,则进一步将这一上界推进到了 186。

从 OpenAI 公布的 PrimeGaps186 项目可以看出,这项工作关注的是:

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也就是说,随着素数序列不断延伸,相邻素数之间的间隔至少会无限次小于等于 186。

背后的数学工具来自解析数论中的经典方法:筛法。

简单来说就是,数学家无法直接预测素数出现的位置,于是通过构造一套筛选方法,证明某些数字组合中必然包含素数。这类方法已经发展多年,而此次 GPT-6 Astra 参与的重点,是帮助寻找更优的组合方式。

据苏炜杰透露,这次取得突破是因为 GPT-6 Astra 通过探索新的因子分解条件,扩大多维 Maynard-Tao/Selberg 筛权重的使用范围,更充分地利用素数分布估计,从而进一步提升已有方法的效率。

换句话说:GPT-6 Astra 并没有「凭空发现一个公式」,主要是在庞大的数学搜索空间中,帮助研究者找到此前没有被采用的证明组合。

另一个关键点,是这项工作还完成了 Lean 形式化验证。

Lean 是一种数学证明助手,传统数学论文往往是「数学家提出证明 — 人类同行检查」,而 Lean 是「数学家或 AI 写出证明代码 — 计算机逐步验证每一步逻辑」。

当前,OpenAI 为 PrimeGaps186 开源了 Lean 4 形式化项目,其中包含对应证明代码和数值验证程序。

OpenAI、Anthropic、Axiom 纷纷「押注」 AI 数学

无独有偶。更有意思的是,在搜集资料的过程中,我们发现,不止是 OpenAI,还有一些大模型都围绕「素数间隔」问题展开研究,甚至是同一天公布了自己的研究成果。

首先是Axiom,发文称:「今天,我们在「有界素数间隔」(bounded gaps between primes)问题上创造了世界纪录。这是数论领域最古老的未解决猜想之一。

我们证明了:存在无穷多对素数,它们之间的间隔小于等于212。

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而 Anthropic 的研究者也发文称:此前 Claude 团队已经完成了一个将素数间隔上界推进到 188 的形式化证明,而此次 GPT-6 Astra 公布的186与之非常接近,因此可能是在暗示双方成果之间存在某种呼应。

「当然,」他又调侃道,「也可能只是一个非常有趣的数字巧合!」

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而从这种种「巧合」中或许可以看到一个趋势:下一阶段的大模型竞争,可能不只是比谁能写代码、聊天、做 Agent,还包括,谁能真正帮助人类推进科学研究。

有意思的是,随着 AI 开始参与数学研究,人们甚至开始重新审视一项研究背后的「AI 参与程度」。如果没有声明没有 AI 的帮助,纯粹是人类进行研究,都要被质疑一声「真的吗?我不信。」

说来也巧。就在 AI 模型不断推进这一问题时,人类数学家也完成了一次重要突破。

说的就是 Julia Stadlmann 的研究成果。

前几天,数学家 Thomas Bloom 转发一篇论文,评价:「一个关于素数间隔的重要新成果(由人类完成!)——Julia Stadlmann 证明:存在无限多对素数,它们之间的距离最多为 240。

此前的纪录是由 Maynard 和 Polymath 项目保持的 246。」

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是的,同样是「素数间隔」问题,Julia Stadlmann 成功将这一上界推进到240。

值得注意的是:这一次,没有 AI,是一次完全由数学家完成的突破。

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  • 论文链接:https://arxiv.org/pdf/2608.31126

但有趣的是,对于这一「纯人类手搓」的研究,大家甚至感到意外。

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这样的「小插曲」,似乎也在说明,大家已经越来越接受 AI 在数学研究中所发挥的重要作用,从黎曼猜想相关探索,到今天的「素数间隔」问题,AI 早已不再只是辅助工具,开始走向研究伙伴,参与复杂数学推导,并尝试生成机器可验证的证明……

参考链接:

https://x.com/weijie444/status/2095600108956262911?s=46&t=CFSEc7qxlBGM9o1UQ6mbDg

https://x.com/arynbhar/status/2095566344427381158

https://x.com/__alpoge__/status/2095566251804209545