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@AinaPulu

Claude × 费马大定理:11 天、约 1300 万行 Lean 的端到端形式化

Anthropic 公开了一件更偏「研究基础设施」的事:Claude 在约 11 天里,基本自主写出了费马大定理(FLT)的首个端到端、机器可检 Lean 形式化证明。 先把边界说清:这不是推翻或重写 Wiles 的新数学结果,而是把已知证明翻译成证明助手能逐步核验的形式。Wiles 1995 年的证明曾让人类审稿花很长时间;形式化的价值,是把「信任链条」交给 Lean 的内核。

一、公开数字

  • 约 1300 万行 Lean(官方称规模超过 Mathlib 五倍以上;另有「约 1050 万行不含生成样板」的口径)
  • 途中证明约 3.03 万个定理,最终证明用上其中约 2.95 万个
  • 只依赖 Lean 的三条标准公理;无 sorry 占位
  • 定理陈述经 comparator 与 Mathlib 中的 FLT 陈述对齐
  • 另经独立 Lean kernel 实现核对
  • 消耗大约 60 亿 output tokens;底层是接近 Claude Fable 5.1 能力档的内部研究模型 证明路径大体跟随 Darmon–Diamond–Taylor 对 Wiles / Taylor–Wiles 路线的整理,并致谢/借用了 Imperial College FLT 项目与 flt-regular 等社区工作(公开材料提到约 106 个文件有改编致谢)。

二、工程关键:Prove2Me

早期多 agent 一度失联、协作崩掉——单个 agent 能推进局部,却跟丢全局依赖。切到 Prove2Me(Tianyi Peng 与哥伦比亚大学合作者等设计的开放协作平台)加上 Claude Code 式 harness 后才跑通。 Prove2Me 做了三件很「工程」的事:

  1. 维护定理 DAG:agents 据此决定下一步证明什么,缓解记忆退化,并支持并行
  2. 陈述与证明分文件:链接独立维护,加快 Lean 编译、降低资源消耗
  3. 自然语言检索复用:后续 agent 能搜到已有结果,而不是重复推导

三、第三方核对与「可复用」信号

Kevin Buzzard(长期主导人类侧 FLT Lean 项目的数学家)下载仓库自行编译核对后公开承认被追上,并评价这类 artefact 已「稳到可以继续往上盖」。正式仓库见 Anthropic 公开的 FLT Lean 项目(github.com/anthropics/fermats-last-theorem)。 Anthropic 自己也做了小实验:用三份个人 Claude Max,经 Prove2Me 协作,约三天形式化了 Vinogradov 三素数定理相关材料——暗示「大定理形式化」未必只能是实验室特权。

四、为什么值得写

AI 在数学里最干净的角色,也许不是抢发现,而是把验证成本压下来,让共同体跟得上越来越多的 AI 辅助证明。FLT 这次的看点,不在「又证了一道题」,而在:Wiles 级巨证明可以被自动翻成 Lean,并且经独立编译核对。