Claude 未证黎曼猜想,却刷新 37 年数学纪录
Anthropic 未发布的 Claude 研究版本尝试黎曼猜想失败,但将 ζ 函数零点下界由 41.6% 推进至 67…
Anthropic 一款尚未对外发布的 Claude 研究版本最近被安排去「认真尝试一下黎曼猜想」。它没有攻下这座悬而未决 167 年的数学高峰,但意外在另一项相关问题上取得了被数学界评价为「自 2013 年有界素数间距突破以来最重要的进展」——将黎曼 ζ 函数已知位于临界线上的零点比例下界,从 41.6% 一举提高至 67.2%。
黎曼猜想是什么,为什么重要
1859 年,德国数学家伯恩哈德・黎曼提出猜想:黎曼 ζ 函数的所有「非平凡零点」其实部都应等于 1/2,即全部落在复平面上的一条垂直线(临界线)上。这一猜想与素数分布深刻相连,是克雷数学研究所七大「千禧年难题」之一,完整证明或推翻均可获得 100 万美元奖金。
一百多年来,没有人能证明所有非平凡零点都位于临界线,但数学家可以证明其中一部分必然落在那里。于是衍生出一个现实问题:至少能证明多大比例的零点位于临界线上?经过几代数学家的努力,这个已知下界在过去逐渐被推进到约 41.6%。Claude 这次向前推进的,正是这个数字。
67.2% 是怎么得到的
Claude 的方法并非凭空出现,而是建立在已有数学工具之上:
- 1973 年 Hugh Montgomery 在 ζ 函数零点分布研究中引入的方法,以及近年来数学家们将其改造为「不预先假设黎曼猜想成立」的版本;
- Enrico Bombieri 在 2000 年前后发表的相关研究;
- Weil 诱导的二次型技术。
Claude 把这些工具以一种新的方式组合:先构造一个合适的函数空间,将位于临界线上的零点对应到正定方向,偏离临界线的零点对应到负定方向;再借助二次型秩与一阶、二阶矩之间的关系建立不等式,最终导出 67.2% 的下界。
Anthropic 内部数学家认为,一个关键区别在于 Claude 没有分别处理正定和负定部分,而是将整个空间放进同一框架分析,并允许二次型具有非对角结构。
需要指出的是,Anthropic 并没有声称这套技术可以继续推到 100%,也没有说 Claude 距离证明黎曼猜想只差 32.8%。67.2% 是相关问题上的下界改进,与黎曼猜想的完整证明之间仍存在巨大理论距离。
Claude 是如何找到这个结果的
据 Anthropic 披露,整个实验在两轮 Claude Code 会话中完成,总计消耗约 3100 万输出 Token。
- 第一轮:Claude 提出并尝试了约 650 个思路,全部失败。
- 第二轮(持续约一天半):Claude 组织了约 60 个子 Agent,把问题拆成多个方向并行探索。这些 Agent 一共执行约 2400 次 Shell 命令,编写数百个 Python 脚本,并对已知 ζ 函数零点做了数千次数值检验;不同子 Agent 之间还会互相审阅结果。
出人意料的是,担任「指挥」的 Bun 创始人 Jarred Sumner 本人并非数学家,他在这一阶段几乎没有提供数学指导,主要只是不断告诉 Claude「继续」「再试试」「相信自己」。Anthropic 透露,Claude 一开始对自己能否在这样一个著名开放问题上取得进展相当怀疑,直到持续探索之后,新的下界才逐渐浮现。
验证、Lean 形式化与同行评议
找到结果后,Claude 启动了一轮自我验证:部分子 Agent 专门检查证明、部分寻找反例;并下载了 54 篇 arXiv 论文,确认类似结果未被其他数学家先行得到。随后,独立 Agent 又从头重新推导了一遍整个结果。确认无误后,Claude 主动建议整理成论文,并明确提出「应该找一位真正的数论专家进行人工验证」。
接下来的验证分几条线并行:
- Anthropic 内部数学家 Levent Alpöge 和 Ralph Furman 对论文进行了研究和验证;
- Claude 与 Anthropic 员工 Eric Easley 合作,把关键结果形式化为 Lean 证明,并通过标准验证工具 Comparator 的检查;
- 研究 ζ 函数的外部数学家 Brian Conrey 与 Dan Goldston 也对论文进行了审阅。
Menlo Ventures 合伙人、研究者 Deedy 在社交平台上评价:「Claude 这次的结果简直离谱,可能是自 2013 年有界素数间距突破以来,解析数论领域最重大的进展。它把能够严格证明位于临界线上的零点比例一口气提高了 25.6 个百分点,而在此前 37 年里,数学家们总共只把这个数字提高了 0.8 个百分点。」
Anthropic 强调,这套方法预计无法直接导向黎曼猜想的最终证明。但这次结果传递出一个值得关注的信号:前沿模型的数学能力,正在开始触及真正没有现成答案的研究问题。
