考拉兹伪证2.5天穿帮,陶哲轩给AI证明立规矩

2026.08.19 18:32
2026年7月,一个利用Lean内核漏洞的考拉兹猜想伪反证在2.5天后穿帮;8月18日,陶哲轩宣布Palomar注册表开放投稿,为AI与人类共同生产的Lean形式化证明立下最小准入标准。这个由Lean FRO与ICARM孵化的登记册,用机械检查加LLM语义核对的双重机制,回答了一个时代问题,当证明可以批量生产,谁来确定“这是真的”?答案不是裁判,而是让证明交给机器、标准留给人。

2026年7月25日,一个自称“形式化反证”的Lean文件出现在网上,声称著名的考拉兹猜想(Collatz conjecture)是错的。它通过了工具链的层层机械校验,包括专门为抓“作弊证明”而生的Comparator。消息传开,数学界一片哗然。

然而三天不到,真相揭晓。所谓反证,是一个利用Lean内核漏洞构造的伪证。漏洞随后被修复,“证明”失效。考拉兹猜想依然是那个没有被证明、也没有被推翻的猜想。这场闹剧从出现到穿帮,只持续了大约两天半。

半个月后,同一个生态里诞生的另一件事,把闹剧背后的真问题摆上了台面。8月18日,陶哲轩在博客上宣布,由Lean聚焦研究组织(Lean FRO)与ICARM联合孵化的Palomar注册表正式开放投稿。它要做的事情只有一件,给Lean验证过的数学证明建立一份公开、可检索、可审计的登记档案。陶哲轩本人担任科学顾问委员会成员,并已把自己的森多夫猜想(Sendov's conjecture)形式化证明,注册为Palomar的第一个条目。

伪造与立规,同月发生。一退一进之间,AI数学时代最尖锐的问题浮现出来,当证明开始批量生产,谁来负责确认“这是真的”?

证明越来越便宜,信任越来越贵

先看生产端。2026年以来,机器辅助证明与机器辅助形式化的数量与复杂度大幅上升,这是Palomar官方声明开篇就承认的事实。AI解决老问题、新问题的新闻几乎以周为单位出现。此前悬而未决的Erdős问题728、347、369,2026年在AI辅助下被解决,并在Lean中完成形式化验证。据报道,有AI模型生成了推翻雅可比猜想的反例,那是一个悬而未决87年的问题。连Lean自身也成了AI定向找漏洞的目标,并且真的被找到了若干漏洞。微软研究院报告,Lean经由Aeneas工具链,对生产环境的密码学算法SymCrypt完成了形式化验证。

再看信任端。一个Lean仓库要证明“它真的证明了某定理”,对不熟悉Lean的读者来说,需要跨越三重障碍。仓库里声称的形式化命题,是否有真正通过类型检查的证明;证明里有没有塞入额外公理这类作弊;形式化命题与非形式化描述,在语义上是否真的对应。考拉兹伪证在头两层全部“通过”,最终倒在最底层,漏洞不在证明逻辑里,而在Lean内核本身。

这还不是最可怕的。真正的风险在于,当每天都有“AI解决了XX”的声明,普通数学家既没有时间、也没有工具逐一核实。陶哲轩在8月12日的博文里记录过这个过程,AI生成的证明不是为人类阅读准备的,他花了数天时间、借助AI辅助,才把森多夫猜想的证明“消化”成可发表的手稿。据该博文评论区披露,这份证明的Lean代码约9.3万行,其中只有约1.7万行是人工撰写,其余是生成证书的机制代码。一个人要逐行读完9.3万行代码再判断其对错,这已经不是成本问题,而是能力问题。

Palomar解什么,不解什么

Palomar的第一层定位,是“Lean证明的预印本服务器”。这是陶哲轩自己给出的零阶近似。一个外部GitHub仓库以特定commit的“快照”为单位提交,注册后获得永久的条目记录,任何人都能检索、核对、引用。但它刻意不做同行评审,陶哲轩在博文里把话说得很直白。

“需要强调,检查(a)和(b)远达不到真正的人类同行评审对新颖性、趣味性和准确性所做的审查。特别是,Palomar不是一份同行评审期刊。”

机制上,它把“验证”拆成两段。每个仓库必须包含三样东西,用Lean写成的、人类可读的挑战声明文件;任意长度的解决方案模块;以及formalization.yaml,用非形式化语言描述结果,并记录协作者、AI使用情况(包括模型与预算)、许可与署名等元数据。提交之后,第一段检查由Lean FRO开发的Comparator执行,纯粹机械,确认解决方案模块恰好证明了挑战文件声明的命题,即便面对刻意构造的对抗性证明也能安全校验。第二段检查交给大语言模型,比对formalization.yaml的非形式化描述与挑战声明的语义是否匹配。陶哲轩坦承,这一段是“非确定性的”。

这里藏着一个微妙的自我指涉,用AI的增长来治理AI的产出,用非确定性来对冲非确定性。Palomar的回应是,把该透明的环节全部透明。声明与证明分离,读者知道要审计什么。元数据强制披露,作者用了什么模型、花了多少预算,一目了然。Verso文档系统把形式化命题渲染到网页上,鼠标悬停即可查看每个Lean术语的含义。它期望的是最低准入门槛,而不是最终判决。

为什么是现在,为什么是这群人

Palomar诞生的时间点,恰好踩在一条加速曲线上。2021年,一个团队用Lean验证了Peter Scholze凝聚态数学中的关键证明。2023年,陶哲轩与合著者用Lean形式化了自己的多项式Freiman-Ruzsa猜想证明。2026年,AI解决并验证的问题名单还在拉长,AI还被用于支撑费马大定理的Lean形式化工作。从人类把证明写进机器,到机器自己写证明、人类负责把关,节奏以年为单位在换挡。

速度本身不构成危机,信任缺位才构成危机。Palomar官方声明里有一段话,值得每一位关心数学的人反复读。

“每天都有关于机器辅助解决著名问题的大胆声明,却缺乏充分的审校、充分的透明度和充分的语境。这种情况正在制造混乱,同时侵蚀着我们对‘已确立的数学事实’的现行标准。”

混乱的治理方式无非两种,要么由共同体自己设定标准,要么让标准在野外自发形成,或者由价值观与数学进步相冲突的外部力量强加。Palomar声明给出了明确立场。

“数学共同体必须保留其设定标准的中心角色,而不是让标准在野外自发形成,或由价值观与数学进步相冲突的外部力量强加。”

科学顾问委员会九人名单本身就是信号。Jeremy Avigad、Akshay Venkatesh、Ravi Vakil、Bryna Kra、Kim Morrison,加上陶哲轩,集合了逻辑、数论、代数几何、动力系统多个方向的一线数学家。这九个人不是在给某个公司的产品站台,而是在给“数学共同体自己定标准”这件事背书。Lean生态的机构动能也在同步积累,2026年7月,亚马逊自动推理部门宣布向Lean FRO捐出该组织历史上最大的一笔捐赠;对生产级密码学代码的验证,则把形式化从纸面拉进了真实的软件供应链。

没有裁判的安检门

Palomar的边界和它的价值一样清晰。Comparator是机械的,但机械不意味着绝对。考拉兹事件的教训说明,内核本身可以有漏洞,而且这种漏洞可以长时间蛰伏在稳定版本里。LLM语义检查是非确定性的,它可能放过语焉不详的声明,也可能误判完全正确的对应。它连自己都审,Palomar的第一个条目,自动评审给出的反馈就指出,关于证明新颖性的声明缺乏文献检索支撑,建议将其限定为未知。注册表不为任何条目做新颖性和相关性背书,官网把它写得明明白白。

它也不是孤军奋战。ProofAtlas上还存在一个与陶哲轩版本零代码共享的森多夫猜想独立形式化,1160个文件、92816行代码、单条主定理,由Lech Mazur完成并经Lean验证。两个独立团队、两套完全不同的代码、验证同一个定理,这种“双重证据”正是形式化生态最健康的形态。Palomar要做的,就是让这类证据可检索、可引用、可信任。它把“验证”从个人手艺变成公共基础设施,期刊可以把它当作overlay层使用,审稿人把稀缺的精力留给概念新颖性与证明优雅,基础逻辑的机械正确性交给机器。这是分工,不是替代。

底线由谁定,数学就由谁定义

回到那个2.5天的闹剧。考拉兹伪证最值得玩味的地方,不是它骗过了工具,而是它差点骗过了整个社区对“机器验证”的信任。如果“验证”本身不能自我治理,那么当AI批量产出证明的浪潮彻底到来时,被稀释的将不只是个别结论,而是数学这门学科的信用基础。

Palomar给出了一个务实的回答,把底线写成代码。最低标准可以是工具检查加人工复核,可以是强制披露的元数据,可以是像arXiv一样粗粝但持久的公共记录。门槛设得越低,越多人能进入这个生态,提交自己的形式化证明,无论它来自人类、来自AI、还是两者的混合体。陶哲轩在博文里对三类提交都表示欢迎。

AI对数学的冲击,不会停留在“AI能解多少难题”。更深层的改变是,机器正在把“证明”变成一种可以规模化生产、检验、交易的东西,数学界必须回答,在这样的世界里,什么仍然不可替代。答案从Palomar的设计里已经浮现,证明可以交给机器,标准必须留给人。数学界正在把“信任”工程化。

这道工序省不得,也骗不了人。

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