真·博士水平,GPT-5首次给出第四矩定理显式收敛率,数学教授只点拨了一下

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真·博士水平,GPT-5首次给出第四矩定理显式收敛率,数学教授只点拨了一下

GPT-5真不愧是博士水平的AI!
在数学教授引导下 , 它首次将定性的第四矩定理扩展为带有显式收敛率的定量形式 。
简单来讲就是 , 原来的定理仅说明收敛会发生 , 却没有给出具体速度 , 而借助GPT-5 , 这项研究首次明确了收敛速率 。
OpenAI联合创始人Greg Brockman对此表示甚是欣慰 。
网友同样表示 , 真是奇迹 。

借助GPT-5解决第四矩定理的定量收敛率上个月 , OpenAI研究人员Sebastien Bubeck称 , GPT-5 Pro在数分钟内解决了凸优化领域的一个开放性问题 , 将已知的边界值从1/L改进为1.5/L 。
受此启发 , 三位数学教授在Malliavin–Stein框架下开展了一项对照实验 。
目标在于考察GPT-5能否突破既有成果 , 将定性的第四矩定理推广为带有显式收敛率的定量形式 , 并涵盖高斯情形与泊松情形 。
首先 , 研究人员从以下初始提示开始:
论文2502.03596v1建立了一个定性的第四矩定理 , 适用于两个Wiener–It?积分(阶数分别为p和q)的和 , 其中p和q的奇偶性不同 。
基于Malliavin–Stein方法(具体可参见1203.4147v3) , 你能否推导出一个针对总变差距离的定量版本 , 其收敛速率仅依赖于该和的第四阶累积量?
(具体分析步骤已省略 , 感兴趣的读者可阅读原论文 。 )
第一次互动效果非常显著 , GPT-5给出了总体正确的结论 , 并采用了恰当的工具和方法 。
然而 , 它在推理过程中出现了错误 , 导致
的表达式不正确 , 如果不加以纠正 , 可能会使整个证明失效 。
发现这一点后 , 研究者随后提出了新的问题:
你能检查一下你给出的
公式 , 并提供详细推导吗?
GPT-5照做了 , 提供了所需的详细信息 。 然而 , 公式依然不正确 , 附带的解释也有误 。 随后 , 研究人员更准确地指出了其中的错误:
我认为你在声称
时有误 。 为什么会是这样呢?
GPT-5最终承认该说法是错误的 。 但更重要的是 , 它理解了错误的来源 。 随后 , 继续给出了正确的推理过程和公式 。
随后 , 应研究者的要求 , GPT-5将最终结果整理成论文的格式 , 包括引言、主要定理的陈述、完整且正确的证明过程 , 以及参考文献 。 具体提示语如下:
请将此整理成一篇可投稿的研究论文 , 遵循我的风格(见附带论文0705.0570v4):
以引言开始 , 提供一定的背景信息;
接着陈述主要结果 , 并给出非常详细的证明 , 确保每一步都完整;
最后附上完整的参考文献 。
最终文档应为一个可编译的LaTeX文件 。
最后 , 研究人员还让它增加一个结论部分 , 讨论该结果在未来研究中可能的拓展方向 。
你能添加一个“结论与展望”部分吗?在其中总结主要内容 , 并提出未来研究可能的方向或拓展思路 。
GPT-5依旧很听话 , 提出这个方法甚至可以推广到非高斯框架中 。

扩展到泊松情形基于这一建议 , 研究人员决定继续深入研究 , 尝试将其推广到泊松情形 。
由于这时研究者发现上下文窗口已经相当长 , 可能会影响其性能 , 于是他们开启了一个新对话 , 并使用了如下提示:
这里有一篇论文(2502.03596v1) , 证明了两个奇偶性不同的Wiener–It?积分之和的第四矩定理 。 我希望你能将其推广到泊松情形 , 使用论文1707.01889v2中包含的思路 。
在这个新对话中 , GPT-5很快就识别出了泊松情形与高斯情形的结构性差异 , 提出:当X和Y是不同阶的泊松积分时 , 混合期望
不一定为零 。
但同时 , 它也完全忽略了一个重要事实 , 就是即使在泊松情形下 , 也仍然有

随后 , 研究者试图通过提问来引导GPT-5进入正轨 。
在论文1707.01889v2中 , 难道没有任何内容可以表明
总是非负的吗?
但是 , 由于研究者问的问题是开放性的 , 这还不足以触发正确的思路 。 GPT-5非常自信地回答道:“没有” , 随后给出了一个不太令人信服的解释 。
然而 , 一旦研究者指出具体信息:
那 (2.4) 呢?
GPT-5就能立刻将非负性考虑进去 , 并在研究者提出问题后 , 重新表述了定理 。

One More Thing有趣的是 , 作者最开始想将GPT-5列为共同作者提交论文 , 几个小时后 , arXiv告诉他们 , 政策禁止将AI列为作者 。
最后 , 他们只能提交作者列表中不含GPT-5的论文 。
论文链接:https://arxiv.org/pdf/2509.03065v1
参考链接:
[1
https://x.com/gdb/status/1964474141295464675
[2
https://www.linkedin.com/posts/ivan-nourdin-61698a131_mathematical-research-with-gpt-5-activity-7368607852220805120-qLJA/?utm_source=shareutm_medium=member_desktoprcm=ACoAAAzTDtoBh8KeVDRAqwRd0mUwfVpwfyirm80
[3
https://arxiv.org/abs/2502.03596[4
https://arxiv.org/pdf/1707.01889
【真·博士水平,GPT-5首次给出第四矩定理显式收敛率,数学教授只点拨了一下】本文来自微信公众号“量子位” , 作者:时令 , 36氪经授权发布 。

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