奥数金牌得主被AI秒杀,丘成桐的数学教育警示成真了

教育   2024-08-20 20:56   北京  
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本文来源:公众号“谷雨星球”

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作者:卷卷兔


这两天,身边每个人几乎都在看巴黎奥运会,但可能很多人都还没看到,大洋彼岸的美国,另一场奥林匹克竞赛也有了新的突破——


在刚刚落幕的2024年IMO国际数学奥林匹克竞赛之后,来自谷歌DeepMind的两个超级AI大模型,答对了6道题中的4道,达到了IMO人类银牌得主的水平,仅1分只差拿到金牌。


■大模型们背后的「超人推理团队」,有十几个IMO奖牌获得者,也是整个谷歌IMO奖牌得主最密集的团队


要知道,虽然AI如今已经发展得非常快速,但是在逻辑证明和推理部分,一直都发挥不稳定,甚至频频翻车,而这次的模型AlphaGeometry2 和AlphaProof直接突破了缺陷,仅用了19秒就解决了 IMO的几何题,展示了强大的解决问题能力。


根据谷歌首席研究员透露,AlphaGeometry2的能力已经超越IMO金牌得主。


■AI拿到了IMO的28分,达到人类银牌水平


如果说,奥运会上我们因为人类不断突破体力、意志极限而热血沸腾,那么AI在奥数方面突飞猛进的态势,着实让人有点后背发凉啊。


尤其是中国队在今年的IMO一道灵活创新题上得分不高,被认为暴露了数学教育的弱点,即「过于注重解题套路,而不是灵活变通的思维创新能力」。


不得不让人开始思考:在这个AI内卷无上限的当下,这一代中国孩子的数学到底该怎么学?当下最大的弱点在哪里?为何那么多高分孩子,却鲜有成为数学家的?


这个问题,公认最具影响力的华裔数学家丘成桐其实早就回答过:


中国的数学目前比美国落后80年,要想在本土产生一流的原创学问,从教育体系到科研体系都要有所改变。

要激发学生学数学的兴趣、敢于提出问题;要对有天赋有热爱的好苗子因材施教;也要鼓励年轻学者抛掉功利心,追求数学的真与美。

■今年IMO中国队主要折戟在了第五题上,不涉及高深数学理论,而来自真实生活的情境题,很考验巧思和逻辑推理,大家不妨和孩子一起试试



中国数学落后80年?


很多人知道,丘成桐老先生是天才级的数学人才。

他在大陆出生,在中国香港长大,小时候生活条件很差,但父母尽全力给了他好的教育。他用三年完成香港中文大学的数学专业,又只用了两年就在加州伯克利大学完成了博士学位,师从著名数学家陈省身。

后来,才29岁的他就成为了斯坦福大学的教授,34岁获得数学届诺贝尔奖菲尔兹奖,38岁又任教于哈佛大学,直到2022年,73岁高龄的他选择回到清华大学做全职教授


就是这样一个从年轻时期就重重荣誉和奖项加身的学者,除了数学研究和讲学之外,最关注的事情就是推动华人世界数学的发展,尤其是培养出我们自己的世界级数学家

就像丘老2022年在接受中新网采访时所说的,「我很希望十年内能在中国本土产生世界第一流的数学学问」。

那么,距离这个目标,我们还差在哪里呢?

一个振聋发聩的数据,来自今年5月丘老先生在武汉华中科技大学的演讲《中国数学的过去和将来》:「毫无疑问,中国将成为科技强国,但数学研究水平尚未达到美国上世纪40年代的水平」。

足足落后80年。

一个强有力的证据是,丘成桐和全世界数学、物理、工程顶尖学者成立了一个国际重要奖项「最佳论文奖」,评委有菲尔兹奖、诺贝尔奖、图灵奖项得主等等。

他们共同选出了过去五年间数学家发表的85篇「最佳论文」,结果发现,其中70多篇最佳论文均由美国教授撰写,只有六篇来自中国



这个结果让丘成桐也非常惊讶,「为什么华裔学者在美国名校可以做出最前沿的学问,在中国名校却有困难呢?」

这个问题让他思考了很久,得出的结论是:国内学者做学问太注重物质奖励,而没有照顾到学问本身内容的成就

丘成桐在美国的时候,发现很多年轻人,只要自己的研究有意思,就满足了,不去想能不能当院士,能不能拿高薪。

而很多优秀的中国年轻人,在国外接受了先进的数学教育后回国,却往往面临一个重大的问题:

做研究是为了追求自己的兴趣和真理,还是为了迎合某些审稿人的偏好,赢得资助和某些‘帽子’?


这是因为,国内大多数学术奖励、荣誉和晋升的决定都是由资历深厚的国内专家决定的,这些学者往往年纪较大,较为保守,对领域内的最新发展关注不够密切。

如果做数学研究是功利地为了「人才」的头衔和丰厚的物质奖励,就有可能迎合老旧的评定标准,逐渐与全球研究领袖脱节。更无法开辟新的领域,进行突破性研究,成为世界级的学者。

所以,丘成桐在多个场合发出呼吁:要想真正培养出世界级的数学学者,从教育体系到科研体系都要有所改变。


中国学生擅长做题,

为什么成不了数学家?

那么从教育上来说,中国学生学数学又有什么问题呢?

其实丘成桐也多次在不同场合探讨过这个话题:「中国学生擅长做题,但为什么成不了大数学家?」

「在欧美,数学成绩最好的人,他们的老师不仅教授数学的基本内容,而且注重激发他们对数学的真正兴趣使他们有巨大的原始动力去发现数学之美。

很多中国孩子不懂数学最本质的东西,他们把题目做好,考个好成绩就很开心了,但数学的真谛不在于做人家给的题目,而是需要我们培养好的研究方向和好的问题,自己有能力去做,然后走出一条属于自己的路。

对于立志做学术的人来说,真正的收获是知识本身,最重要的是解决难题,要学习唐僧西游记,他历经八十一难。

要学好数学,必须有天赋、兴趣、努力这需要很长的时间。没有兴趣,人很难坚持下去。另外,不要依赖灵感,光靠灵感是不可能解决悬而未决的问题的」。

■这本书集结了丘成桐近半个世纪以来探讨数学和人文教育的系列文章

其实,中国孩子不缺天赋和努力,最容易失掉的反而是兴趣。

丘成桐曾经做过观察,历史上顶级的数学家,几乎都是在13岁左右开始出类拔萃的,比如欧拉、牛顿、高斯等。「所以在这年龄段的时候,我们要能够影响到孩子的思维,让他对某个学问有很大兴趣,有兴趣以后,才能不停地发展下去」。

而那些兴趣没有被磨灭的数学天才,在通往数学家的路上,还有一个至关重要的关键点,就是在对的年龄,接受到了因材施教的教育,尽早接触大师,避免过多技巧性的刷题固化了思维。

比如华裔天才少年陶哲轩12岁获得IMO金牌,成为最年轻的IMO金牌获得者,14岁时正式进入他中学时去听课的弗林德斯大学,24岁成为加州大学洛杉矶分校数学系终身教授,31岁就获得了菲尔兹数学奖。

还有俄罗斯数学家佩雷尔曼,他曾证明困扰数学家100年的「庞加莱猜想」。他4岁时对数学产生了浓厚兴趣,13岁开始研究拓扑学,14岁被妈妈送进了一所著名的数学物理学校,16岁获得了1982年奥林匹克数学竞赛满分和金牌。

■佩雷尔曼非常有性格,对名利毫无兴趣,十几岁就拒绝了耶鲁录取,后来还拒绝了MIT、纽约州立大学石溪分校、菲尔兹奖、俄罗斯院士、100万美元奖金…因为「追求学问的真理,才是唯一动力」

如今在中国,丘成桐加入清华大学后也开始了这种「天才早培」模式,设立了「丘成桐数学领军人才计划」,并在全国多所中学设立「丘成桐少年班」。

一群对数学学科有兴趣且有学习潜力的中学生聚集在一起培养,不去只想着拿奥数金牌和高考加分,而是未来投身基础研究,在本土做出原创性的工作。

孤立的天才是无法好好成长的当身边每个人都把敬佩的目光投向他的时候,会产生很大的心理负担。水平相当的孩子们在一起长大,由一流的老师带领,能够克服很多困难」。


让孩子走自己的路


那么,对于不是数学天才的普通孩子来说,丘成桐曾给过什么学习建议呢?

一个非常令人意外的答案是:学好语文

丘成桐的父亲是研究哲学的,他受到父亲的影响很大,从小遍读中国文史典籍,对西方哲学思想也耳濡目染,也花了很大功夫学习中文,深受这些文学感动。

「有些心情在英文里面没法表达,在中文里面比较容易表达」。

■丘成桐和父亲


他特别喜欢古诗词,还写过诗,曾说中国古典文学深深影响了他做学问的气质和修养。

「我常鼓励学生多读豪放派诗词、司马迁的《史记》等,对做研究是很有好处的,帮助开阔心胸,关注更宏大的问题,这也是清华求真书院院训“寻天人乐处,拓万古心胸”的要义所在。

我前一些年跑去甘肃走那个丝绸之路,我感觉很好,跟我在看历史书时的想法能够共鸣。假如我是一个美国人的话,我没有这些共鸣。我去英国看大英博物馆,去法国看罗浮宫都很有意思,但是引不起我的共鸣。

做好的学问,要有文化的根底,不仅要读中国古诗词,也可以看莎士比亚,听《浮士德》歌剧,听贝多芬的音乐,变换我们常触常受之空气,对于我们硏究的方向会有极大的帮助。因为只有这样,才能兼容并蓄,有容乃大」。

这一点,其实对于未来要留学的中国孩子来说格外重要。哪怕未来不走数学这条路,有深度文化认同的孩子都会在世界上走得更远。

■丘成桐写了很多诗词

丘成桐还聊过自己对两个孩子的培养。


和美国卡内基梅隆大学数学教授罗博深一样,他也不给孩子们教数学。甚至两个孩子都不知道自己爸爸数学很牛,不知道菲尔兹奖的含金量,以为爸爸在吹牛。


丘成桐主要给孩子们教语文,以及鼓励他们去学自己不懂的生物。「我两个孩子数学还行,但对数学没有真正的兴趣,所以我就培养他们好好念其他学科」。


丘成桐在接受采访的时候坦言,第二个孩子哈佛大学毕业,去云南研究艾滋病了。很多朋友觉得太危险了,替他担心,但作为老父亲的丘成桐表示,支持孩子追求学问,「至少他愿意走自己的路」。


■丘成桐的两个儿子都去了哈佛读生物


而让孩子走自己的路,其实在教育具备竞赛白热化的当下,越来越被更多家长看作是冒险,一票否决。


「中国家长最大的问题是,不看孩子的兴趣,认为自己走过的路一定是最好的,或者看当下流行什么就让孩子去学,比如过去是学医,后来学金融赚大钱,到现在是人工智能,一定要孩子也去走。


如果孩子不听话,就觉得自己很糟糕,天都塌下来了。


很多家长表面上不在乎孩子选什么,实际上很在乎,他爱子是从自己的观点来出发,而不是从小孩子出发的。我坦白讲,多数中国家长爱孩子表面上无私,实际上是全部的有私,是看能不能给自己挣得些荣誉。


就像我在哈佛大学,有孩子的家长很骄傲地说,我孩子进哈佛了,我是哈佛家长了,多么了不起。但孩子在哈佛有没有成长,念不念得好,他不在乎,只要学分过关就行了


这不是真真正正对孩子的爱,而是他自己的荣誉」。



如果下一代一直在复制上一代的路,又如何在传统行业不断被颠覆的AI时代去赢呢?


在曾经在一次访谈中,主持人杨澜向丘成桐提出一个问题:人的智能和智慧方面,有哪些是人工智能不能替代的?


他的答案是:提出问题,而不是只擅长回答问题


人工智能可以问一万个问题,但是它不知道哪三个问题最重要,而人类智慧的独特之处,在于有各种综合和逆向的思维,就像丘成桐曾先将卡拉比猜想证伪,后来又转了方向,去证明这个理论的成立。


「好的问题就像是长江里的一块大石头,石头被挪开,水流就会非常通畅」。


本文授权转载自“谷雨星球”
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