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AI接连刷新素数间隔纪录,为何最后的2仍遥不可及?

核心内容一句话总结

最近半个月整个数论圈炸了:卡了整整10年没动过的素数间隔纪录,被AI带着几天之内连跳三级,从246先后刷到240、212、186。这事不光是AI秀肌肉的商业噱头,还把一个困扰人类上百年的“小学生都能听懂、顶级数学家搞不定”的孪生素数猜想重新拉回公众视野:我们靠演化了两千多年的筛法工具,已经能证明“无穷多素数对间隔不超过186”,但死活跨不过最后那步差2的坎,甚至连为啥跨不过去,都藏着现有数学工具的天生缺陷。更有意思的是,这个看似完全没用的纯数学问题,历史上还意外坑过英特尔4.75亿美元,被谷歌拿来当竞拍梗玩。

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分点通俗解读

1. 这次AI刷纪录,根本不是“AI证明了孪生素数猜想”

很多人看到新闻第一反应是“AI搞定百年数学难题了”,其实完全是误会。

2014年人类把素数间隔纪录锁在246之后,整整10年全世界数学家绞尽脑汁都没能把数字往下挪一位,大家都默认现有数学工具的潜力已经挖尽了。直到今年8月奥地利青年数学家Julia Stadlmann顺着旧思路磨了磨筛法的参数,才抠出一点余量把纪录推到240。结果几家AI公司闻着味就冲上来了:AI数学初创公司Axiom用AI半试错半优化调权重,直接把纪录干到212;OpenAI发布GPT-6 Astra当天,甚至直接甩出186的结果,还说自己根本没参考Julia的论文,是AI从头跑出来的。当天OpenAI、Anthropic、xAI的服务集体崩了,网友都调侃是AI自己占满了算力算数学题。

但本质上这波操作根本没碰底层数学难题:相当于人类玩解谜游戏花了10年把所有能点的机关试了99%,AI上来用超快算力跑完了剩下1%的最优参数,全程用的还是人类之前搭好的筛法框架,相当于把数学家要花几年甚至十几年的调参体力活给秒了,离最终证明孪生素数猜想还差着十万八千里。

2. 孪生素数这个“小学级问题”,之前两次坑惨了商业巨头

孪生素数说破大天就是“差为2的两个素数”,比如3和5、5和7,小学3年级学生都能听懂,却早就出圈和商业世界撞出过大新闻:

第一次是1994年,美国数学家Nicely在计算所有孪生素数的倒数之和(也就是Brun常数)时,发现结果总是莫名其妙出错,排查了好几个月才找到根源:英特尔刚出的奔腾处理器浮点运算单元有个小bug,特定除法场景下会算错。这事爆出来之后英特尔不得不全部召回问题芯片,前前后后亏了4.75亿美元,相当于当年全年利润的近十分之一。

第二次是2009年北电网络破产,6000项通信领域核心专利公开拍卖,谷歌为了零成本博眼球,直接报了个1902160540美元的出价——这个数字刚好就是Brun常数的前6位。虽然最后谷歌没拍下来专利,但是全世界科技媒体免费给谷歌做了一轮头版报道,流量赚得盆满钵满。

3. 你以为筛法还是“划掉合数”?它早就变成了统计版“天网”

几乎所有科普都告诉你筛法是两千年前埃拉托色尼发明的笨办法:写一堆数,先划掉2的倍数,再划掉3的倍数,剩下的就是素数。这是彻头彻尾的误导,用这个逻辑理解现代筛法,相当于拿算盘的原理去解释现在的AI大模型。

从100多年前数学家Brun改造筛法开始,这套工具早就彻底变了:它根本不关心“具体哪个数是素数”,也不会挨个去划掉合数,干的事更像做全城人口普查——我不用挨个认识每一个人,只要算清楚“每100个人里大概有多少符合条件”就行。后来的GPY筛、梅纳德-陶哲轩筛更是升级出了“加权”功能:给不同的候选数分配不同的关注度,把算力全部集中在之前摸排出来的、最容易出素数对的高概率区域,相当于警察查案不用挨家挨户敲门,直接把警力全部派到高风险片区,效率直接拉满。当年张益唐的惊天突破,本质上就是给这套筛法补上了之前缺失的一块“精准地图”,让它能把素数分布的均匀性摸得更准,直接把之前没人能界定的无穷大素数间隔,一下给压到了7000万。

4. 从186到2的那道坎,根本不是靠调参数能跨过去的

很多人觉得现在都刷到186了,接下来慢慢优化,刷到100、刷到12、刷到6,最后不就到2了?完全不是这么回事。现在筛法遇到的是个天生的“盲区”,数学名叫“奇偶障碍”,大白话解释特别好懂:

筛法现在能把所有明显不对的数都排除掉,最后剩下的候选者里,混着两种人你根本分不清:一种是真正的素数,它只有1个素因子,相当于单身汉;另一种是两个大素数乘出来的合数,比如101×103=10403,它有两个素因子,相当于两个单身汉凑在一起伪装成了一个普通人。筛法靠现有的“查身份证”的信息,根本分不出这俩的区别——你总不能把数剖开了数里面藏着几个素因子对吧?

当年陈景润搞哥德巴赫猜想,最后卡在“1+2”再也动不了,就是撞上了这个奇偶障碍,他老人家自己都说,筛法的潜力已经被榨干了,再往下走必须得有全新的数学工具,不是你把现有筛法磨得再亮、参数调得再完美就能跨过去的。现在AI把纪录刷到186,说白了就是把现有筛法的潜力挖到极致了,哪怕以后刷到6,本质上还是没碰这个天生盲区,离真正证明孪生素数猜想,差的是一整个新的数学体系。

5. AI下场搞数学,正在悄悄改写整个学科的游戏规则

这次事件里陶哲轩说了一句特别耐人寻味的话:“我很庆幸Julia Stadlmann赶在AI把这个问题‘污染’之前先发表了论文”。

啥叫“被AI污染”?如果这次是OpenAI先甩出一个AI算出来的186的结果,根本没有前面Julia那篇人类写的论文当铺垫,人类数学家根本看不懂这个结果是怎么来的,背后的洞见是什么——相当于你直接拿到了考试答案,但完全不知道解题思路。以后AI越来越强,会不会很多数学领域,人类再也搞不懂推导过程,只能等着AI甩出来一个正确的结果?那数学研究本来是人类搞懂宇宙规律的过程,最后变成了AI给答案,人类负责事后补解释,整个数学的意义都变了。

当然往好的方面想,以后人类数学家再也不用干调筛法参数、磨各种复杂不等式的体力活了,把精力全部放在突破奇偶障碍这种底层的核心难题上,说不定反而能催生我们想都想不到的新数学革命。