原标题:AI时代,为什么更需要数学
当人工智能(AI)一次次刷新人们的认知边界时,一个问题也随之而来:如果机器已经能够辅助证明定理、解决复杂问题,人类为什么还要学习数学?
面对这个问题,中国科学院外籍院士、南方科技大学讲席教授、菲尔兹奖得主杰曼诺夫在接受本报记者专访时,给出的答案颇为坚定:“AI使数学变得比以往任何时候都更加重要”。在他看来,如各大顶尖研究型高校一样,数学学科的全球竞争力需要长期稳定的支持,时间会证明数学研究和人才培养的后劲十足。
AI像一名“杰出学生”
杰曼诺夫第一次意识到AI可能深刻影响数学研究,并不是某个瞬间,而是一个不断变化的过程。
“一个月前,我还认为AI拥有一名优秀研究生的能力。现在,我认为它已经具备了一名杰出学生的能力。”他说。
在他看来,AI最突出的能力,是知识的广度和链接能力。它掌握了大量已经公开的知识,并能够在不同领域之间建立联系。过去,人们更多惊叹于机器的计算能力,而如今,AI开始展现出某种“提出新思路”的能力。
让他印象深刻的是,AI在解决一道离散几何领域问题时,将其与代数数论联系起来,提出了出人意料的路径。“这非常令人震撼。”他说。
但杰曼诺夫同时强调,AI还不是数学大师。“它还不具备深层次的战略性思维。”他说,AI目前并没有改变数学依赖深刻证明和原创思想这一根本特征,而是成为数学家手中一种强大的新工具。“它让数学家变得更强了。”
没有数学,就没有AI
过去几年,大模型、海量数据和算力增长推动AI迅速发展。由此也产生了一种看法:未来AI的发展主要依赖工程能力、计算资源和数据规模,基础数学似乎退居幕后。
杰曼诺夫并不认同这种判断。“AI本身就是从数学中生长出来的。”他说,从机器学习到神经网络,从优化算法到统计推断,AI的核心机制本质上都是数学问题。越是复杂的算法,越需要数学对其作出解释;越是庞大的系统,越需要数学保证其效率、稳定性和可靠性。
他提到,几年前美国加州曾出现一场关于数学教育的争论。由于数学课程较难,部分学生成绩受到影响,有人建议削弱中小学数学教学。后来,多家AI企业负责人联名发表公开信,强调AI建立在数学基础之上,“没有数学,就没有AI”。
在杰曼诺夫看来,这一判断今天更加重要。“许多AI算法工作得非常出色,但数学上并没有完全解释清楚。”他说,“未来几十年,对这些算法的理解仍将是数学应用的中心问题之一。”
杰曼诺夫提到,今天与AI联系最密切的数学领域包括线性代数、统计学、优化理论和计算方法。但他同时提醒,不能因此把数学教育简单地压缩为“当前AI需要什么就教什么”,“因为没有人知道五年后的AI会是什么样子”。
为了说明这一点,他讲了法国数学家伽罗瓦的故事。两百年前,伽罗瓦建立有限域理论时,这一研究在很长时间里几乎看不到实际用途。然而今天,从密码安全到金融交易,现代信息社会的许多关键系统都离不开这一理论。
“这说明我们不能判断哪一个数学领域将来会有用。”杰曼诺夫说,基础研究的价值,常常要经过时间才能显现。数学的力量,也正在于它能够为尚未出现的技术准备语言、工具和思想。
要守住“独立解题”的根本
AI进入课堂后,数学教育面临的机遇和挑战都更加直接。
杰曼诺夫关注到,中国正在推动AI进入更广泛的教育场景。对偏远地区的学生来说,AI能帮助他们接触到优质课程、优秀教师和更丰富的学习材料,提供一种补充性的学习路径。
但他强调,风险也同时存在:如果学生过早、过度依赖AI,可能会失去独立解决问题的能力。“数学最重要的是解决问题。”杰曼诺夫说,学习数学不能绕过困难,学生必须亲自面对题目。这意味着,AI时代的数学教育不只是“是否允许使用AI”的管理问题,更是教学目标和评价方式的调整问题。
这也对数学教师提出了新的要求。过去,教师可以通过书面作业判断学生是否掌握知识。现在,AI让传统作业的评价功能受到挑战。“AI可以帮助解释知识,却不能完全替代教师对学生的观察、鼓励、引导和判断。教师需要更多关注学生是否理解概念、能否清楚表达思路、能否提出好问题。”杰曼诺夫提到,自己在课程结束时会采用口试,亲自与每位学生交流,以判断他们是否真正理解了所学内容。
杰曼诺夫还特别强调,数学教育不能只围绕眼前热门方向设计。当被问到未来数学课程应如何调整时,他承认,统计学、线性代数等课程的重要性正在上升。但他随即指出,更关键的不是追逐某个热点,而是保证学生接受扎实的基础训练。“好的大学和一般大学之间最大的区别,往往就在于基础教育是否扎实。”他说。
在南方科技大学工作的近四年里,杰曼诺夫见证了该校数学学科的发展。数学系教师规模不断扩大,国际化程度持续提高,也承担着全校理工科学生的重要基础数学教学任务。他介绍,南科大设有菲尔兹数学英才班,学生可以通过考核加入。学生们明知要付出更多努力,却仍愿意接受更高强度的训练。在他看来,这种选择本身就已说明,许多年轻人已经意识到:在AI时代,真正可靠的竞争力不是会不会使用工具,而是有没有扎实的基础、清晰的逻辑和持续解决问题的能力。
这或许正是AI时代数学教育的重要意义:不仅培养会解题的人,更培养能够独立思考、发现问题并持续探索的人。(记者 党文婷 严圣禾)


