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新智元報(bào)道
編輯:KingHZ 桃子
【新智元導(dǎo)讀】 「哈密頓分解」難題,終于破解!88歲「算法祖師爺」高德納再更論文,Claude 4.6+GPT-5.4聯(lián)合破解了奇偶數(shù)情形。甚至,GPT-5.4直出一篇14頁論文,引爆全網(wǎng)。
88歲的老爺子,終于填平了自己當(dāng)年挖下的坑!
三周前,「算法祖師爺」、圖靈獎(jiǎng)最年輕的得主高德納被Claude震驚:一個(gè)懸了多年的算法難題,竟被Claude Opus 4.6解決了。
論文一開篇,他直呼「震驚、震驚」!
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論文地址:https://cs.stanford.edu/~knuth/papers/claude-cycles.pdf
但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),實(shí)際上存在760種類似的分解方法,Claude只是找到了其中一個(gè)。
它只攻克了m為奇數(shù)的「堡壘」,對(duì)于m為偶數(shù)的情況,仍然沒有通用解。
更新后的論文顯示,這一難題取得了巨大的進(jìn)展!
GPT-5.4 Pro接棒Claude,對(duì)所有m≥8的偶數(shù)直出長(zhǎng)達(dá)14頁的論文,并通過計(jì)算驗(yàn)證了高達(dá)m=2000的情形。
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不僅如此,GPT與Claude聯(lián)動(dòng)后,通過多智能體工作流,為奇數(shù)和偶數(shù)m找到了更簡(jiǎn)潔的構(gòu)造方法。
還有人使用Lean語言,將Claude關(guān)于奇數(shù)情況的證明形式化。
至此,「哈密頓分解」難題徹底解決。
從Claude 4.6到GPT-5.4,再加上業(yè)界諸多大佬合力,終于把數(shù)十年的坑填上了。
論文的最后,老爺子感慨道——
我們的確生活在一個(gè)非常有趣的時(shí)代。愿原力與你同在。
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88歲算法祖師爺,挖了一個(gè)「大坑」
一直以來,在組合數(shù)學(xué)里,哈密頓路徑(Hamiltonian Path)是一座易守難攻的要塞。
簡(jiǎn)單來說,它要求在復(fù)雜的圖形網(wǎng)絡(luò)中,尋找一條不重復(fù)地經(jīng)過每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合環(huán)路。
而「哈密頓分解問題」,則是要將一個(gè)圖完美地拆解為多個(gè)這樣的環(huán)路。這不僅是計(jì)算量的博弈,更是對(duì)數(shù)學(xué)構(gòu)造能力的極限壓榨。
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這個(gè)坑,是高德納親手挖下的。
在他撰寫計(jì)算機(jī)科學(xué)巨著《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》(TAOCP)的過程中,哈密頓分解始終是一個(gè)讓他掛念的「補(bǔ)丁」。
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這個(gè)問題已經(jīng)懸置了數(shù)十年,用術(shù)語描述如下:
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此前,學(xué)術(shù)界始終無法給出覆蓋奇數(shù)與偶數(shù)情形的完整全解。
隨著節(jié)點(diǎn)增加,搜索空間呈指數(shù)級(jí)爆炸,人類的大腦在那種深度的黑暗面前,往往會(huì)感到生理性的無力。
過去三十年,無數(shù)天才試圖填坑,但大多折戟于那道「奇偶全解」的最后防線。
直到2026年的這個(gè)春天,高德納決定換一種武器。
偶數(shù)m,有解了?
上一次Claude Opus 4.6,在31次探索之后,終于提出了一套簡(jiǎn)單的規(guī)則——
s = (i + j + k) mod m
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其中依據(jù)s、i、j的情況,再去決定是否增加i、增加j、增加k,具體規(guī)則如下:
如果s=0,根據(jù)j的值決定移動(dòng)方向。如果0
結(jié)果,Claude通過程序驗(yàn)證了,當(dāng)m=3,5,7,9,11,路徑全部成立。
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可以看到,Claude只解決了m為奇數(shù)的情況,至于m為偶數(shù)的問題,還未得出真正的解。
直到3月3日,F(xiàn)ilip Stappers給老爺子寫信說,「這事兒還有后續(xù)」。
Stappers讓Claude Opus 4.6再次針對(duì)m為偶數(shù),算了大概4個(gè)小時(shí),終于有些眉目,但沒有完整的解。
最終,Claude建立了一個(gè)類似于奇數(shù)情況的局部纖維構(gòu)造,然后通過運(yùn)行搜索來進(jìn)行修補(bǔ)完善。
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在最后的階段中,它把主要時(shí)間用在了「加快搜索」的速度上,而不是去尋找一個(gè)真正的構(gòu)造方法。
它跑了許多程序,試圖用模擬「退火」或「回溯」算法來尋找解。
在Stappers建議下,讓Claude使用ORTools CP-SAT(谷歌開源工具包的一部分,帶有AddCircuit約束)求解,奇跡發(fā)生了。
現(xiàn)在的程序,在短短幾秒鐘內(nèi)就能直接跑出結(jié)果!
緊接著在3月4日,來自新加坡好友Ho Boon Suan帶來了更震撼的消息。
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他利用gpt-5.3-codex生成了一段代碼,成功實(shí)現(xiàn)了偶數(shù)m≥8的分解。
為了驗(yàn)證可靠性,他測(cè)試了8到200之間所有的偶數(shù)m,以及400-2000之間的一些隨機(jī)偶數(shù),結(jié)果都沒問題。
要知道,當(dāng)m=2000時(shí),那可是一個(gè)擁有80億個(gè)頂點(diǎn)的龐大圖結(jié)構(gòu)!
若是純靠人力,來手算證明其正確性簡(jiǎn)直是「天方夜譚」。
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幾乎同一時(shí)間,來自Lean社區(qū)的Kim Morrison動(dòng)作極其迅速。
他把之前關(guān)于Claude構(gòu)造正確的證明形式化驗(yàn)證,并于3月4日及時(shí)地發(fā)到了網(wǎng)上。
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數(shù)學(xué)天才,扎堆研究
另一位名為「Exocija」的匿名研究者,找到了一種適用于奇數(shù)m的全新構(gòu)造。
單從計(jì)算的角度來看,這極可能是目前最簡(jiǎn)潔的方案,盡管它的證明也許不是最簡(jiǎn)單的。
在C語言程序中,只需將特定的幾行替換為極其精簡(jiǎn)的邏輯代碼,就能獲得有效的分解。
而且,幾乎每一步,都巧妙地利用了恒等置換「012」。
if (s == 0) d = (j == m - 1? "201" : "021");else if (s == m - 1) d = (j == 0? "102" : "120");else d = "012";他是如何做到的?答案是:跨模型協(xié)作。
Exocija在GPT-5.4和Claude 4.6 Sonnet這兩個(gè)頂尖模型之間不斷來回粘貼文本,利用它們不同的思考維度相互啟發(fā),最終成功拼湊出了完整的證明。
0修改,GPT-5.4直出14頁論文
關(guān)于偶數(shù)m的構(gòu)造問題,真正的高潮還在后面。
既然gpt-5.3-codex生成的算法規(guī)律過于復(fù)雜,Ho Boon Suan決定給GPT-5.4 Pro下達(dá)一個(gè)終極指令:
你的任務(wù)是嚴(yán)格證明之前給出的算法,當(dāng)m是≥ 8的偶數(shù)時(shí),確實(shí)總是能產(chǎn)生三個(gè)長(zhǎng)度均為m3的循環(huán)。
最好能深入說明一下這個(gè)算法為何有效,并探討是否有更簡(jiǎn)單的構(gòu)造方法。
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誰曾想,GPT-5.4 Pro直接交出了一份令人驚嘆的答卷——
一篇排版精美、邏輯嚴(yán)密、長(zhǎng)達(dá)14頁的學(xué)術(shù)論文。
從「摘要」到「結(jié)論」,結(jié)構(gòu)完整,起承轉(zhuǎn)合嚴(yán)絲合縫。
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而且,它還采用了TeX標(biāo)準(zhǔn),高德納本人就是TeX的發(fā)明者,AI似乎在用這一語言向他致敬。
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最重要的是,論文通過了Lean形式化驗(yàn)證工具的檢驗(yàn)。
用Ho的原話來說,這完全是GPT-5.4 Pro獨(dú)立完成的壯舉,他連一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都不需要修改!
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這意味著,它的邏輯鏈條在數(shù)學(xué)意義上是「絕對(duì)真理」。
AI「左右互搏」,
Claude+GPT終成完美證明
這個(gè)故事的集大成者是Keston Aquino-Michaels。
不僅為奇數(shù)m的情形找到了另一種有效的分解,同時(shí)為偶數(shù)m的情形給出了一種優(yōu)雅的分解,其簡(jiǎn)潔程度遠(yuǎn)超此前方法。
此外,他還發(fā)掘出了一篇高德納之前遺漏的相關(guān)參考文獻(xiàn)(即下圖最后參考文獻(xiàn))。
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預(yù)印本:https://arxiv.org/abs/2203.11017
最妙的是,他還細(xì)致分析了這種聯(lián)合交互模式,對(duì)于未來如何應(yīng)對(duì)并解決新問題具有潛在的重要意義。
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完整報(bào)告:https://github.com/no-way-labs/residue/blob/main/paper/completing_claudes_cycles.pdf
開源項(xiàng)目:https://github.com/no-way-labs/residue
簡(jiǎn)單來說,Keston Aquino-Michaels并沒有簡(jiǎn)單地向AI提問,而是構(gòu)建了精妙的「協(xié)作工作流」。
這更像是一場(chǎng)跨越碳基與硅基的協(xié)同演習(xí),是Claude、GPT和人類的密切合作。
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其中,兩個(gè)Agent獨(dú)立運(yùn)行,使用相同的「Residue」提示詞。
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兩個(gè)智能體使用的結(jié)構(gòu)化探索提示詞
但各自發(fā)揮特長(zhǎng):
Agent O:5次探索解決奇數(shù)情況(符號(hào)證明)
Agent C:找到m=4,6,8,10,12的具體解(數(shù)據(jù))
但兩個(gè)Agent沒有直接對(duì)話,通過Orchestrator中轉(zhuǎn)——數(shù)據(jù)、工具都經(jīng)由指揮者(人類引導(dǎo)的Opus 4.6)傳遞。
Orchestrator需要判斷「何時(shí)傳、傳什么、以什么格式傳」,這不是兩個(gè)Agent自己能完成的。
比如,Agent O在偶數(shù)情況卡在m=10,無法推進(jìn);Orchestrator將Agent C的解傳遞給Agent O;Agent O收到后,立即識(shí)別出模式:m?2層「批量層」+2層「修復(fù)層」。
最終,那個(gè)困擾了人類幾十年的「奇偶情形全解」,在兩個(gè)AI智能體的瘋狂交鋒中,被徹底鑿穿。
人類圈定戰(zhàn)場(chǎng),機(jī)器填補(bǔ)深淵
這次「填坑」,標(biāo)志著科學(xué)研究范式的徹底轉(zhuǎn)折。
科學(xué)家的身份變了。比如,高德納不再是那個(gè)在紙上計(jì)算每一行代碼的工匠,他定義了問題的邊界,設(shè)計(jì)了驗(yàn)證的邏輯,然后指揮AI去填補(bǔ)那道試錯(cuò)的黑洞。
研究的范式變了。人類只需定義邊界,而AI填補(bǔ)深淵。
數(shù)學(xué)家最珍貴的能力不再是算力,而是「提出問題的直覺」和「驗(yàn)證答案的審美」。
AI負(fù)責(zé)在無限的試錯(cuò)中尋找路徑,而人類負(fù)責(zé)在終點(diǎn)確認(rèn)這是否就是我們要找的真理。
下一個(gè)是誰?
當(dāng)88歲的算法泰斗都開始用AI填坑,我們必須意識(shí)到:數(shù)學(xué)研究的工作方式正在發(fā)生不可逆的轉(zhuǎn)折。
這不僅僅是高德納的勝利,更是人類智力的一次「外掛式升級(jí)」。
在「機(jī)器左右互搏」的時(shí)代,連最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)殿堂都已經(jīng)向AI敞開大門。
如果你還在糾結(jié)「AI是否會(huì)取代我」,那么你可能已經(jīng)錯(cuò)過了成為下一個(gè)「智力架構(gòu)師」的機(jī)會(huì)。
下一個(gè)被AI鑿穿的世紀(jì)難題,會(huì)是黎曼猜想,還是物理學(xué)的統(tǒng)一場(chǎng)論?
在這個(gè)「極其有趣的時(shí)代」,我們唯一的恐懼,應(yīng)該是對(duì)這種進(jìn)化速度的漠視。
參考資料:
https://x.com/slow_developer/status/2038399555490791765
https://x.com/mubeitech/status/2038388810157826467
https://x.com/BoWang87/status/2037648937453232504
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