一个216字符的反例终结了存在87年的数学猜想

雅可比猜想已经吞噬了数学家们 87 年的职业生涯。这一猜想由 Ott-Heinrich Keller 于 1939 年提出,它提出了一个看似简单的问题:如果从 n 维复空间到其自身的多项式映射,其雅可比行列式处处为非零常数,那么该映射是否必然存在多项式逆映射?一代又一代的数学家宣称证明了它,又眼看着证明崩塌;至少在一个著名的案例中,一位前途光明的数学家眼睁睁看着自己的职业生涯彻底脱轨。2026 年 7 月世界杯决赛之夜,Anthropic 的一位数学家发布了一个 216 字符的公式,终结了二维以上所有维度中的这一猜想。

Levent Alpoge 以群聊式的随意口吻在 X 平台上发帖,宣布雅可比猜想是错的。这个反例是一个从三维复空间到其自身的映射,包含三个次数分别为 7、6 和 4 的多项式分量。它的雅可比行列式恒等于 -2,是一个非零常数,在每一点上都满足猜想的前提条件。然而,三个不同的输入 (0, 0, -1/4)、(1, -3/2, 13/2) 和 (-1, 3/2, 13/2) 都映射到同一个输出 (-1/4, 0, 0)。一个非单射的映射不可能有逆映射,无论这个逆映射是多项式的还是其他形式的。这一猜想在三维空间中不成立,而通过添加额外变量,它在高于三维的所有维度中也不成立。二维情形仍然悬而未决。

搜索由机器完成

关键在于这个反例是如何被找到的。Alpoge 将功劳归于 Anthropic 的模型 Claude Fable 5,称其在世界杯决赛期间完成了这项工作,而起因是他的朋友、斯坦福大学的 Akhil Mathew 提出的一个问题。具体的提示词从未公开,数学家们指出,这次搜索需要真正的洞察力,不是一句措辞巧妙的问题就能完成的。

得到验证的是数学本身,而且验证过程异常彻底。一天之内,SymPy、Wolfram Alpha 以及 Isabelle/HOL 和 Lean 4 两个形式化证明工具中相继出现了独立的验证。Archive of Formal Proofs(形式化证明档案库)发表了一份 Isabelle/HOL 证明,证明行列式为 -2、三个点发生重合、且不存在多项式逆映射。同一天还出现了多个 Lean 4 形式化版本。由于所有系数都是有理数,这个反例在任意特征为零的域上都成立。

Help us keep thoughtful, evidence-based journalism accessible to readers everywhere.

Make a difference

一个身世复杂的猜想

雅可比猜想因吸引大量错误证明而被称为最臭名昭著的开放问题。后来以素数间隔突破闻名的张益唐,其博士之路曾因导师对这一猜想的证明被证实有误而一度脱轨。这一问题出现在 Stephen Smale 1998 年列出的下一世纪数学问题清单上,与 Dixmier 猜想等价,并与 Mathieu 猜想和高斯矩猜想相关。二维情形此前只经过次数最高为 100 的计算机验证。

数学家们的反应明显分歧。菲尔兹奖得主 Timothy Gowers 称,这一结果是第一个大到连他都听说过的由 AI 解决的问题。其他人则更为审慎,指出反例终结了一场争论,但与证明不同,它几乎无法揭示当初让这一猜想显得合理的结构。发现方法也仍然不透明:数学界可以验证这一结果,却还无法验证产生它的推理过程。

仍然成立的部分

公告发布后的数学图景,比一次简单的拆除要微妙得多。这个映射不是固有映射,其像漏掉了一条光滑曲线,而一个更精细的定理依然成立:固有凯勒映射是多项式自同构。这个反例恰恰因非固有性而失效。研究人员已经开始在这一结果的基础上继续推进,围绕分次凯勒映射以及相关猜想在更高维度上的失效,已有论文陆续发表。一位 OpenAI 研究人员报告称,其内部模型独立地找到了本质相同的反例,这表明这一结构并非某个单一系统的偶然产物。

Alpoge 承诺会撰写完整的论文,但截至 2026 年 8 月初仍未发表。目前,这一结果以 X 帖子的形式存在,得到了形式化证明工具的独立验证,但并未经过传统意义上的同行评审。这一区别是否重要,或许正是这次事件就数学今后将如何开展所提出的更深层的问题。

婷 翻译

资料来源

  • Levent Alpoge(@__alpoge__),X 平台帖子,2026 年 7 月 20 日:https://x.com/__alpoge__/status/2079028340955197566
  • The Conversation,《hello there the jacobian conjecture is false thanx…》,2026 年 7 月 22 日
  • New Scientist,2026 年 7 月 20 日
  • Archive of Formal Proofs,《Jacobian Counterexample》(Isabelle/HOL),2026 年 7 月 20 日
  • arXiv:2607.20210(Shaska),arXiv:2607.18186、2607.19012(Long)
  • ScienceDaily 新闻稿,2026 年 8 月 5 日
Scroll to Top