一道困扰学界59年的核聚变难题，GPT-6 Astra仅用20分34秒便给出了答案。
提出问题的物理学家，在提示词末尾加上了一句鼓励：
“你已经解决过许多数学开放性问题了，所以我知道，只要你足够坚持，就能做到！”
随后，ChatGPT返回的，是一组59年来无人能写出的精确解。
最近，这件事在X平台上引发了热议。
一位出身京都大学核聚变方向研究生的AI博主发表长文感叹，AI与人类共同发现新科学的时代已然真正开启。
这次被破解的，是等离子体物理学家Harold Grad在1967年提出的猜想。
他当时断言，在没有对称性的情况下，不存在光滑的三维等离子体平衡。
核聚变中的仿星器路线，为此被困扰了59年。
9月下旬，两篇论文仅相隔一天，共同推翻了这一论断。在这三组反例中，有两组都是由Astra找到的。
两天内，Astra交出了59年无人写出的两组解
9月10日早上6点44分，马里兰大学的等离子体物理学家Matt Landreman向GPT-6 Astra Pro发送了一段提示词。
他要求Astra设计一个能够约束等离子体的磁笼子，并且必须是不对称的。
其中，磁场要有一层套一层的嵌套磁面，形如洋葱；散度必须为零，即磁力线不能凭空产生或消失；磁力线沿着甜甜圈形状行进时，还要绕着截面旋转，像麻花一样螺旋前进，旋转的圈数在物理学中称为“旋转变换”，记作ι。
最后，整个磁笼子还需满足MHD（磁流体力学）力平衡，即等离子体向外扩张的压力与磁场的力处处抵消。
他还特别注明，ι最好不是整数，但这并非硬性要求。
他甚至提供了三种产生旋转变换的思路：让磁轴扭曲、让截面在行进中旋转，或者沿磁轴通入电流。
写到末尾两句时，他换了口气，仿佛在鼓励一位熬夜的学生。
Astra在回复时，第一句话便是：
“我找到了一组显式、精确的解。”
Landreman所列的所有硬性条件，这组解均满足。
压力并非恒定值，而是从内到外逐层变化；一层层嵌套的磁面，也都能用公式精确表达。
正中央的磁轴上下起伏，是一条非平面曲线；甜甜圈绕行一圈，各处形状均不相同，没有轴对称性。
切开第一组解，三个位置的截面形状各不相同，磁轴也随之上下移动。
接着，它主动说明了不足。这组解的旋转变换ι是整数，磁力线沿甜甜圈走一圈，恰好绕截面转两整圈，回到起点，首尾闭合。
用它的说法，绕环一圈的返回映射是恒等映射。
Landreman在提示词中曾表示，ι不是整数只是加分项，因此这组解算作通过。但他内心更想要的，是ι取无理数的情况，这样磁力线永远不会回到起点，最终在磁面上缠绕无数圈。
第二天下午4点05分，Landreman将这组解作为附件发回，要求它此次也拿下加分项。
其中，ι必须是非整数，最好是无理数，使磁力线永不首尾相接。结尾仍是那句鼓励。
这一次，Astra思考了33分37秒，第一轮回复是“没做出来”。
但它并非空手而归，而是证明了一个限制条件。
第一组解背后是一套“二次振子”结构，磁力线在x、y、z三个方向的运动，就像三个频率分别为1、1、2的弹簧振子。
无论怎样调整频率和参数，这三个频率都会被锁定为整数比，ι始终是整数，磁力线最终都会闭合。
这意味着，在第一组解的基础上修修补补，从根上就走不通。
在同一段对话中，它随后换了一套结构，交出了第二组解。
这一次，ι随磁面变化，物理学家称之为磁剪切，几乎每一层磁面上的ι都是无理数。
在交卷前，它还自行进行了验算，在1202个点上代入方程，用64位自动微分检查误差，又改用四阶有限差分独立核对了一次。
当晚8点27分，Landreman又追问了两个细节。
一是磁轴是否为平面曲线；二是真空旋转变换是否非零，即仅靠外部线圈、不依赖等离子体自身电流，磁力线是否还会绕截面旋转。
11分钟后，Astra给出了答案。
磁轴位于一个平面上，呈椭圆形；真空旋转变换很小，但确实不为零。
两天时间，Astra交出了两组解。剩下的十来天，是人完成的工作。
他使用仿星器平衡求解器DESC，将两组解各计算了一遍，又用SymPy和Mathematica逐项推导了方程。
9月22日，论文提交至arXiv，致谢开头写道：
“这些解是由人工智能模型GPT-6 Astra Pro发现的，论文部分内容也由它起草。所有方程均由作者手工确认。”
他还将三段对话导出为PDF，连同验证脚本，一并放入了论文的GitHub仓库。
这种连原始提示词都完全公开的论文，并不多见。
Grad的断言，让仿星器悬了59年
核聚变的任务，是将上亿度的等离子体，约束在一个甜甜圈形状的磁笼子中。
理想的磁笼子，是一层套一层的嵌套磁面，形如洋葱。磁力线贴着各自那层磁面绕圈，压力从中心向外逐层降低。
等离子体向外冲的力与磁场的力处处抵消，物理学家将这种状态称为MHD平衡。
托卡马克（如ITER和中国的EAST）是轴对称的，绕环一圈，截面形状不变。这种平衡归结为一个二维的Grad-Shafranov方程，几十年前已被解决。
方程名称中的Grad，正是后来提出这个猜想的那位。
仿星器（如德国的Wendelstein 7-X）走的是另一条路，依靠一圈扭曲的线圈产生磁场，故意制造不对称性。
问题就出在这个不对称性上。
1967年，纽约大学Courant研究所的Harold Grad在《Physics of Fluids》上发表论文，写下了一句判断：
“我们认为，不太可能存在一般的一类具有光滑压力的环形平衡。”
1985年，他又向前推进一步，断言除对称情况外，不存在光滑依赖参数的解族。也就是说，不对称的解即便碰巧存在，也只能是孤立的个例。
那篇论文的题目，就叫《简单环形等离子体平衡不存在性的理论与应用》。
这等于对仿星器派说，你们想要的那个完美磁笼子，严格来说可能根本不存在。
此后几十年，仿星器照样在设计、在建造，依靠的都是近似解和电脑数值计算。算出来的那个平衡，究竟是真实存在，还是近似带来的假象，无人能保证。
离严格答案最近的尝试，有两类。
一类是近轴展开，仅在磁轴附近算出近似解，远离磁轴便不再成立。
另一类是1970年物理学家Lortz的证明。即一种带镜面对称的不对称平衡确实存在，但这种解的旋转变换ι等于零，磁力线不会绕截面旋转，无法约束等离子体；而且他只证明了解存在，未能将解写出来。
而Landreman这两组解，则将这些缺口一次补齐了。
它们在整个甜甜圈内都严格成立，不仅限于磁轴附近；ι不为零，磁力线确实绕截面旋转；而且是精确解析解，公式可以直接写在纸上。
磁场、磁面和压力，全部用初等函数写了出来，即平方根、三角函数这类最基础的式子。整个区域处处光滑，压力在磁轴上最高，向外一路降低（压力梯度仅在磁轴上为零）。
对此，Landreman本人在论文结尾写道：
“对仿星器聚变来说，能够确定地知道这种强非对称、磁面完美的平衡在原则上存在，令人安心。”
早一天，数学家带着GPT和Claude也推翻了它
就在Landreman发论文的前一天，9月21日，另一篇论文先挂了出来，题目直截了当，就叫《Grad猜想的反例》。
作者是布朗大学的Javier Gómez-Serrano、牛津大学的Mitchell Taylor和以色列巴伊兰大学的Lukas Liehr。
Gómez-Serrano此前曾与DeepMind合作，用AI在流体方程中寻找奇点，是AI数学圈的熟面孔。
他们走的是纯数学路线，主要工具是硬核分析中的Nash-Moser迭代，整篇论文长达147页。
他们构造出来的平衡，形如一个N瓣的花环。绕中心轴每转360/N度，形状重合一次，除此之外再无其他对称。数学上，这称为对称群恰好是循环群C_N，N可以取任意足够大的整数。
Grad当年的判断是，光滑的平衡至少得具备轴对称、镜面对称、螺旋对称中的一种。这批花环一种都不占。它只在转过固定角度时重合，而轴对称要求转任意角度都不变，因此不算。
更关键的是，这些平衡能随一个参数连续变形，构成一整族。Grad 1985年断言“不存在光滑的解族”，这句也被一同推翻了。
此外，主要结果还配有一套Lean 4形式化证明。
这147页是如何写出来的，论文中有一段专门的介绍。
项目于7月开工。三位作者先自行搭建问题，绘制了一张详细的构造路线图，剩下的细部工作交给了大模型。
GPT-5.6 Sol、Claude Fable 5和Claude Opus 5轮番上阵，路线图中未写明的细节，由它们补充技术细节、协助计算、挑出数学上的问题。那套Lean代码，也是这几个模型在作者全程监督下写出来的。
到了Lean验证后期，他们换用了更新的GPT-6 Astra和Claude Fable 5.1，最后的校对也交给了它们。
就这样，一道悬了59年的难题，在AI的助力下，一周之内被两篇论文前后脚推翻。
下一个被推翻的，可能在物理系
一个月前，OpenAI宣布用上万个Agent运行了88小时，拿下了纳维-斯托克斯方程那道千禧年难题。
这一次，用上的只是一位物理学家、一个对话框和20分钟。
Landreman还将提示词全部公开，任何人都可以照着提问。
论文挂出一周多，从事AI数学的数学博士Przemek Chojecki将这些结果丢给GPT-6 Astra和Opus 5.5，又挖掘出了更多反例族。
这些新解尚未经过Lean验证和同行检验。但一组解刚公开，就已有人用AI接着往下挖掘了。
接下来，会有越来越多的物理学家效仿Landreman，将抽屉里悬了几十年的老问题，原样丢给AI。
这一次是核聚变。下一次，可能是材料、天体，或者任何一道被近似解凑合了几十年的方程。