网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

同一个数学定理,为什么数学家要反复证明好几遍?

0
分享至

一个数学命题被证明过一次,为什么还有人要再证一遍?这个问题听起来像抬杠,但它背后藏着数学这门学科真正的工作方式。


最近有人谈到,OpenAI曾意外产出了纳维-斯托克斯问题证明的两个版本。一些不熟悉数学的人对此感到困惑:同一个问题,两份不同的证明,怎么可能都正确?这个困惑恰好指向一个常被忽略的事实——证明不是作业题。

有数学家指出,多数人对数学的全部经验都停留在学校里,于是容易形成一种印象:数学家不过是在一张巨大的题目清单上往下做,把答案写出来,等着某位宇宙级的数学老师打勾。事实并非如此。证明是组织和推进数学思考的方式。可以把一个证明看成一段旅程,从陈述走到结论——而就像许多旅程一样,从A到B可以走很多条路。同一个问题出现多份证明,就是这么来的。

这种“再证一遍”、走一条还没走过的数学之路的做法,可以追溯到古代。最早的例子之一,是关于等腰三角形总有两条相等的边、底角也相等的命题。约在公元前350年,亚里士多德描述过一种证明,做法是从圆心向圆周画线——这份证明的原作者已经失传。大约50年后,欧几里得给出了一个只需要三角形、不需要圆的证明。这恰好绕开了一场数学争论:直线与曲线之间形成的角该如何定义。这个问题后来过了几千年才被解决。

欧几里得还出现在另一个例子里,说明反复攻击“已解决”的问题有多有用。他记录过一个证明:素数有无穷多个。假设你有一张有限的素数清单,把它们全部相乘,得到一个新数P,再定义q = P + 1。如果q是素数,它不可能在清单上,因为它比P大;如果q不是素数,那它必然能被某个素数整除,正如所有非素数一样。如果这个用来除的素数曾在清单上,它就必须也能整除P,但这就意味着它能整除q − P = 1,而这是不可能的。无论哪种情况,我们都找到了一个不在原清单上的素数。

据2023年的一项调查,欧几里得这个定理如今已有200种不同的证明。其中一份在当时切实推进了数学知识:莱昂哈德·欧拉在1737年发表了一个公式,把所有数之和与所有素数之积联系起来。他还借此暗示了素数的结构——不只是有无穷多个,而且沿着数轴往上会变得越来越稀疏。欧拉的公式在一个多世纪后启发了伯恩哈德·黎曼提出黎曼猜想,这是一个关于素数结构的深层问题,被视为当今数学最重要的未解之谜之一。如此看来,欧拉再啃一次欧几里得,很值。

也许令人意外的是,有时数学家会在暴露出推理缺陷之前,先给出同一个定理的多份证明。1933年,数学家威廉·格伦瓦尔德发表了一份证明,表明一个数a若相对所有素数具有某种性质,就总能写成另一个数x的n次方,即a = xⁿ。1942年,另一位数学家乔治·惠普尔斯用略有不同的数学给出了新证明。但到了1948年,王湘浩发现,这个结论对16并不成立,因为16不等于任何x的8次方。正确的结果如今被称为格伦瓦尔德-王定理。

更有意思的是,研究者甚至用数学方法研究过“证明之旅”这件事本身。在2022年的一篇论文中,斯坦福大学的斯科特·维特里和宾夕法尼亚州卡内基梅隆大学的西蒙·德德奥指出,如果一份数学证明是一串逻辑步骤,每一步都有极小的出错概率,那么证明足够长时,它更可能出错而不是正确。骰子掷得够多,掷出1几乎是必然的。那么数学家还怎么证明任何东西?

两人表明,一份数学证明的结构像一个网络,“真”沿着各步骤之间的路径传递,正如一段旅程。既然每一步都可能出错,这种“真”的强度会沿更长的路径衰减。但证明并不是在概念场里随机游走——它们有结构,论断常常被多条路径加固。这种结构让“真”能沿最强的路径传递,即便在其他路线上失效。正因如此,这个网络会经历两人所称的“认知相变”:在那种情形下,你可以极度确信这份证明是正确的。

这只是一个模型,未必被所有数学家接受,但它有吸引力,也符合自然的预期:数学家手里的证明越多,从A到B踩出的路越多,你就越能确信它是真的。在AI开始产出人类未必能理解的数学的时代,多条通往真相的路线——无论出自人类还是AI——或许能在本来只有不确定的地方带来信心。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
都错怪高市早苗了?石破茂直言,这个女人不仅坏,还特别的蠢

都错怪高市早苗了?石破茂直言,这个女人不仅坏,还特别的蠢

云上乌托邦
2026-10-22 17:05:35
轮到中国掀桌,中方罕见出手,日本反对无效,日媒:最坏结果出现了

轮到中国掀桌,中方罕见出手,日本反对无效,日媒:最坏结果出现了

关权教授聊经济
2026-10-18 19:47:06
国产冲锋衣,冲疯了

国产冲锋衣,冲疯了

中国新闻周刊
2026-10-21 20:14:04
CBA不好打!四位从NBA过来的外援,表现都一般

CBA不好打!四位从NBA过来的外援,表现都一般

国篮会自强
2026-10-23 16:48:45
《伟大的长征》别只埋怨博古和李德,真正要负责的人,始终不认错

《伟大的长征》别只埋怨博古和李德,真正要负责的人,始终不认错

天玑影视说
2026-10-21 11:18:14
人民日报发声!又一有害食品流向百姓餐桌,比“毒白菜”更黑心

人民日报发声!又一有害食品流向百姓餐桌,比“毒白菜”更黑心

史之韵
2026-10-22 19:46:44
气象站——什么是森林防火气象站?

气象站——什么是森林防火气象站?

测控技术有限公司
2026-03-20 11:44:59
年入超700万!亚运会冠军陈妤颉疯狂接代言惹争议,运动员该不该过度商业化?

年入超700万!亚运会冠军陈妤颉疯狂接代言惹争议,运动员该不该过度商业化?

可乐谈情感
2026-10-23 10:59:32
网友们看出尊界事件的最核心问题了

网友们看出尊界事件的最核心问题了

清晖有墨
2026-10-21 10:15:13
公交大改革!不再全额财政兜底,老人乘车优惠会取消吗?

公交大改革!不再全额财政兜底,老人乘车优惠会取消吗?

残梦重生来
2026-10-23 07:01:39
反复禁反复播,拍尽国人苦难,30年前的国剧天花板,凭啥又火了?

反复禁反复播,拍尽国人苦难,30年前的国剧天花板,凭啥又火了?

娱说瑜悦
2026-10-23 13:47:14
中央5台直播中超时间表:10月24日CCTV5直播成都蓉城VS大连英博

中央5台直播中超时间表:10月24日CCTV5直播成都蓉城VS大连英博

薇说体育
2026-10-23 14:05:56
哈啰回应车主称订单含招嫖暗语:已封禁账号 后续固定线索移交主管部门

哈啰回应车主称订单含招嫖暗语:已封禁账号 后续固定线索移交主管部门

快科技
2026-10-22 15:49:15
火药味已起,皮克社媒晒5-0手势照片:国家德比周

火药味已起,皮克社媒晒5-0手势照片:国家德比周

懂球帝
2026-10-23 03:28:16
美媒爆:为避免被指控干预美国内政,加拿大禁止其外交官与美中期选举候选人接触

美媒爆:为避免被指控干预美国内政,加拿大禁止其外交官与美中期选举候选人接触

环球网资讯
2026-10-23 10:04:26
女体育生穿“黑纱裤”训练,心思被戳穿:你这种高六都考不上大学

女体育生穿“黑纱裤”训练,心思被戳穿:你这种高六都考不上大学

熙熙说教
2026-10-18 14:36:19
倒计时!曼联最快24小时“变天”!名帅携1.2亿“顶星”入主红魔

倒计时!曼联最快24小时“变天”!名帅携1.2亿“顶星”入主红魔

头狼追球
2026-10-23 16:29:05
11年总决赛小牛六场战胜热火,诺维茨基场均26+10,热火三巨头数据如何?

11年总决赛小牛六场战胜热火,诺维茨基场均26+10,热火三巨头数据如何?

麦子的篮球故事
2026-10-23 17:26:40
亚足联主席:亚足联全力支持因凡蒂诺连任国际足联主席

亚足联主席:亚足联全力支持因凡蒂诺连任国际足联主席

懂球帝
2026-10-23 12:05:15
5只猫中有4只偷跑去玩,被猫妈发现后轮番揍,网友:一眼就看出谁没去哈哈!

5只猫中有4只偷跑去玩,被猫妈发现后轮番揍,网友:一眼就看出谁没去哈哈!

拜见喵主子
2026-10-22 13:19:45
2026-10-23 17:48:49
硬核实验室哦
硬核实验室哦
有态度网友ytd
29文章数 16关注度
往期回顾 全部

教育要闻

6米绳遇到4米墙,最大活动范围怎么画!

头条要闻

李昌钰告别会举办 夫人泪别:你等我18年 我也跟你合葬

头条要闻

李昌钰告别会举办 夫人泪别:你等我18年 我也跟你合葬

体育要闻

没人看好的加图索,打出队史最佳开局

娱乐要闻

黎纪君晒与刘恺威合照 恋情后首次同框

财经要闻

叫"保障"不叫"保险":租车平台的文字游戏

科技要闻

抢运营商饭碗!马斯克又有大动作

汽车要闻

全球首款增程越野皮卡 长安猎手K70上市19.29万元起

态度原创

游戏
亲子
房产
旅游
公开课

《异于天堂》弱化夸张喜剧 聚焦日本社会变迁

亲子要闻

微记录:《一一学球记》第二集。 董路的微博视频

房产要闻

百亩大盘又 +1!攒量超 200 万㎡!江东,要燃起来了!

旅游要闻

红墙黛瓦芙蓉花 市民打卡古风花韵|图集

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版