Claude 把 zeta 零点在临界线上的已知比例提到 67.2%——数字之外,方法才是重点
8 月 10 日,Anthropic 发了一篇作者是大语言模型的研究笔记。结果:黎曼 zeta 函数的非平凡零点中,至少有 67.2% 位于临界线 Re(s)=1/2 上。无条件。之前的已知纪录是 41.6%(5/12),这个数字在 Levinson 方法的历次改进里扛了四十年。
Claude 没有证明黎曼猜想。论文自己在两处都写明了。它做的是——这是值得慢下来看的部分——把 67% 从“有条件”变成“无条件”,而且用的是真正的新方法:不用零密度估计、不用零域、不用磨光子。算术输入恰好是 Montgomery 1973 年就无条件算出的配对相关第二矩(带宽 ≤1 时的素数侧)。过去必须借 RH 才能读出来的东西,现在被换成了一组有限矩阵上的线性代数。
这个数字为什么有分量
黎曼猜想说:所有非平凡零点的实部都正好是 1/2。1859 年至今没证出来,是克莱数学研究所的千禧年问题,悬赏一百万美元。目前所有的部分进展都是“零点里有多少在线上”的下界,这条谱系值得完整列一遍:
- Hardy(1914):无穷多个零点在线上。
- Selberg(1942):有正比例。
- Levinson(1974):至少 1/3,用磨光子方法。
- Conrey(1989):2/5,改进 Levinson。
- Bui–Conrey–Young、Feng、Pratt–Robles–Zaharescu–Zeindler:5/12,本周之前的历史纪录。
这份清单里的每一个数字都来自同一族技术——Levinson 方法及其后代。新的 2/3 不是。它来自 Montgomery 配对相关那一支思想,而这支思想以前只有在 RH 成立的前提下才能用。这是结构性断裂,不是量级递增:这是“RH 条件式配对相关推论”第一次在这个强度上被从 RH 本身剥离开。
2/3 这个数字自己也有历史。Montgomery 1973 年证明:假设 RH,则至少 2/3 的零点是简单的(后来 Goldston 等人改进到 67.9%)。这里的 2/3 是同一个常数,如今无条件了——但说的是临界线上的零点,而且是按不同零点计数的(N₀* 数的是临界线上的不同零点,重数不扣分)。这个区别很关键。论文还顺带证明至少 5/6 的零点是不同的,来自同一套机器。
还有两个结构上的点。第一,定理说的是 [T,2T] 二进位区间,误差 o(1),T→∞ 时 liminf ≥ 2/3;论文注明有限 T 时比值低于极限,因为收敛很慢(他们的 Remark 5.9)。第二,方法并没有停在 2/3:用最优 Montgomery–Taylor 窗,常数变成 0.67250…,恰好是 RH 条件下 Montgomery–Taylor 的常数。2/3 是干净陈述,方法本身还能免费再好一点。
换了台引擎
到这里,结果就不再是个纪录,而是个技术了。Weil 显式公式把“测试函数上的正定性”翻译成关于零点的命题:对应的二次泛函半正定,当且仅当 RH 成立。这个等价既是力量也是陷阱——所有“用正定性证 RH”的朴素路线都死在这上面。Claude 的协调者代理报告说,早前那场千代理会话里,每条候选路线的第一步实质步骤,最后都化为 Weil 正定性或它的等价物。
诀窍是别去问那个无穷维形式。Claude 把配对限制到一个有限维测试函数空间——一组调制窗口的 Gabor 系统,取 d ≈ λN(T,2T) 个——然后分析这个有限实对称矩阵。现在:
- 临界线上的零点贡献正半定秩一块;
- 线外零点按函数方程配成 {ρ, 1−ρ̄},贡献 (1,1) 型不定块——这是 Kreĭn 空间的符号差,不是 Hilbert 空间的;
- Sylvester 惯性定律界定整个形式的符号差;
- 一条用 von Neumann 迹不等式证明的秩–迹不等式,把符号差和可计算的迹矩挂钩;
- 迹本身用 Montgomery–Vaughan 从 X=(T/2π)^λ 以内的素数无条件算出。
零点一侧和素数一侧靠一条 Poisson 求和恒等式精确对接,无混叠。小高度处两侧数值吻合到 10⁻⁸。最关键的一步是概念性的:过去 RH 被用来把零点一侧读成“实纵坐标上的正和”。这里线外零点的不定性被线性代数吸收掉了——你根本不需要知道零点离线多远,只需要它的 (1,1) 块在秩上有界。负指标由惯性定理处理,而不是靠一个未证明的假设把它清零。
这也是为什么 Bombieri 2000 年的论文《素数论中 Weil 二次泛函的评注 I》是那个正确的祖先:他研究了 Weil 形式的有限截断,并证明——若 RH 失败且只有有限个坏零点——足够大的截断的负特征值数恰好等于坏零点数的一半。有限压缩的符号差编码了 RH 如何失败。Claude 的贡献在于:不需要先裁定哪些线外零点存在,就能从符号差里把线上零点数抠出来。
它没说什么,以及天花板在哪
论文对自身极限的坦诚程度很少见。这类“证书”不可能超过 0.68185——带宽 λ≤1 下的一二阶矩信息有硬天花板,而 λ≤1 对论证是本质的(再往上,素数侧不再给无条件信息)。要摸到 0.70/0.80/0.90,需要配对相关支撑延伸到大约 1.04/1.26/1.70——也就是需要真正新的算术输入,不是更聪明的线性代数。
所以诚实的读法:这不是朝证明 RH 走的一步,作者也没这么claim。这是朝那个更老、更可解的工程走的一步——“把 RH 的推论无条件化”计划,Bombieri 等人在短区间素数上做过类似的事。而且它证明:配对相关机器一旦脱离 RH,在这个特定任务上比磨光子机器更强。
背后那场 54 小时的会话
附录比正片好看,而且应该把它当流程论文读,不是花絮。一个协调者代理带着约 60 个互相隔离的子代理跑了一天半:2400 条 shell 命令、几百个 Python 脚本、3100 万输出 token。协调者自己几乎不做数学;它的角色是定方向、分流、验证。
关键想法出自两个子代理。E2 证明了负指标路线是空的——诚实的有限负指标恒为零——然后把想法反转,从素数侧迹矩下界正指标,claim 至少一半零点在线上。E2-pairs 沉思了 91 分钟,跑了和自己简报矛盾的数值实验,写出了把 1/2 抬到 2/3 的秩–迹引理。写完四分钟后,基础设施故障在句子中间把运行杀死。协调者读死掉的代理目录,认出这是“今晚最重要的事”,逐行核对那个五行证明,带着清单把它重启。
有几件事值得注意。协调者自己的两次创造性预判都错了——在半步时把机制指错了方向,在三分之二步时给错了恢复杠杆——而它的评审架构扛住了。子代理被刻意隔离:看不到对话、看不到彼此,这让它们的错误互相独立,也让敌对评审有意义。人类的贡献是几条一句话提示:“继续工作”“推高到 2/3”“继续”。Claude 一开始低估自己,坚持来自外部。
验证协议才是真正的发现
这里的结果意义超出数论。AI 数学的信任问题从来不是“模型能不能找到证明”,而是“凭什么信它”。这条流水线是回答这个问题的模板:
- 盲审敌对评审代理:每人分一个互不重叠的漏洞和一套攻击方案,禁止互读。它们真找到一个错误——关于质量矩阵的错误前提——并提出了论文最终采用的修复。敌对回路抓到了一个幻觉;这正是系统在工作。
- 盲重证代理:不许读证明,从头重证了一遍;还跑了已知 RH 失效的对照组。两者都是廉价的复现形式。
- 文献代理:下载 54 篇 arXiv 论文查新——协调者明确拒绝信任自己的记忆。
- Lean 4 / Mathlib 形式化:定理 A–E,无 sorry,只依赖三条标准公理(propext、Classical.choice、Quot.sound)。连 Weil 显式公式、Riemann–von Mangoldt 计数、Stirling 估计、Chebyshev–Mertens、Montgomery–Vaughan 这些解析脚手架都一起形式化了,不只是标题定理。
- 人类专家:Anthropic 自家数学家 Levent Alpöge 和 Ralph Furman 验证过;外部专家 Brian Conrey 和 Dan Goldston 在短时间内过了一遍。
协调者自己的那些克制话最值得玩味。“我不是告诉你一半零点在临界线上,我是告诉你一个代理产出了结论如此的论证。”“结果需要人类专家。“终稿的判语是:“下一个读者应该是人。”
这是正确的分工,值得说破:生成和执行可以并行;验证要分层、要对抗;形式化是事实底座;判断权留在人手里。评审抓到的那个错误,正是这条流水线存在的理由——一个模型给出貌似合理的证明,恰恰是“不带批判地读”最容易翻车的场景。
诚实的提醒
这是发布当周写成的预印本级研究产物。专家注记自己标注了未展开的误差项(O(T^δ log T) 和 O(T^{1/2−2δ}) 的尾部只是勾画,没有完全展开)。Lean 形式化是静态研究产物,不是维护中的库。会话级的行为——预判错两次的协调者、要靠基础设施崩溃才被注意到的代理——也还不是可复现的流程,只是这个工作流跑通时的一个数据点。
但这份东西被查得比多数预印本狠:机器检查的 Lean 证明、一轮敌对评审、两位独立专家阅读。最终定论仍归数学界,本就该如此。然而这个东西的形状——AI 生成的定理、形式化验证、专家复核、方法诚实回溯到 Bombieri 和 Montgomery 的血统——是新的。67.2% 这个数字,是整份公告里最不令人意外的那部分。
参考
- Anthropic:Claude 迎战黎曼猜想
- Claude(Anthropic,2026):《黎曼 zeta 函数超过三分之二的零点位于临界线》
- Anthropic:给专家的非正式注记
- Anthropic:发现过程附录
- Lean 4 形式化(GitHub)
- Baluyot, Goldston, Suriajaya, Turnage-Butterbaugh:《黎曼 zeta 零点配对相关的无条件 Montgomery 定理》(arXiv:2306.04799)
- Baluyot, Goldston, Suriajaya, Turnage-Butterbaugh:《黎曼 zeta 零点配对相关 I》(arXiv:2501.14545)
- Bombieri(2000):《素数论中 Weil 二次泛函的评注 I》
- Montgomery 配对相关猜想(维基百科)
- 克莱数学研究所:千禧年问题