情人節(jié)之際，一項關于數(shù)學與人工智能交叉領域的研究引發(fā)關注。中國科研團隊借助強化學習技術，在被稱為“親吻數(shù)問題”的高維幾何難題上取得重大突破，刷新多個維度的世界紀錄。這項研究由上海科學智能研究院、北京大學和復旦大學聯(lián)合完成，相關成果已被國際權威榜單收錄。

親吻數(shù)問題源于17世紀牛頓與格雷戈里的爭論：在三維空間中，一個球體周圍最多能放置多少個大小相同的球體且彼此相切？經(jīng)過258年論證，數(shù)學家證明牛頓提出的12個為正確答案。然而，當維度超過24時，人類直覺在幾何排列中逐漸失效，近50年來相關研究進展緩慢，僅取得7次實質(zhì)性突破且方法各異。

研究團隊開發(fā)的PackingStar系統(tǒng)創(chuàng)造性地將問題轉(zhuǎn)化為多智能體博弈。該系統(tǒng)包含兩個核心智能體：填充智能體負責探索可能的球體排列組合，修剪智能體則通過幾何分析剔除低效結構。通過“填充-修剪-解構-再填充”的循環(huán)機制，系統(tǒng)在余弦矩陣空間中自主尋找最優(yōu)解，突破了傳統(tǒng)坐標系下計算量隨維度指數(shù)級增長的瓶頸。

在25至31維連續(xù)七個維度中，該系統(tǒng)首次實現(xiàn)世界紀錄的系統(tǒng)性突破，同時在13維發(fā)現(xiàn)超越1971年所有已知結構的新構型，在14維等維度找到超過6000種全新排列。更令人意外的是，AI發(fā)現(xiàn)的多個破紀錄結構呈現(xiàn)非對稱特征，顛覆了數(shù)學家長期依賴對稱性構造的認知范式。例如在12維空間中，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的81球結構雖整體不對稱，但每個球體相鄰數(shù)量完全一致，暗示存在更高階的對稱性基礎。

麻省理工學院離散幾何領域權威Henry Cohn教授評價稱，AI構造的結構不僅具有數(shù)學美感，更意外打通了球面碼、數(shù)論和群論等多個領域。他特別指出，20維405球和21維567球的新紀錄結構，均可通過12維基礎結構組合推導得出，這種跨維度的關聯(lián)性在數(shù)學研究中極為罕見。

支撐這項突破的星河啟智科學智能開放平臺，通過自研CUDA算子將核心計算效率提升數(shù)倍。其自動Checkpointing系統(tǒng)支持千卡級GPU集群的穩(wěn)定運行，確保長周期任務中數(shù)據(jù)零丟失。這種工程化能力使原本需要數(shù)月的計算任務縮短至數(shù)周，為AI探索高維數(shù)學問題提供了關鍵基礎設施。

與傳統(tǒng)AI輔助科研模式不同，PackingStar系統(tǒng)在零數(shù)據(jù)、零先驗條件下實現(xiàn)自主探索。項目負責人表示，AI在此過程中展現(xiàn)出超越人類直覺的搜索能力，特別是在非對稱結構的發(fā)現(xiàn)上，其探索路徑常與人類思維模式形成互補。這種協(xié)作模式正在重塑數(shù)學研究的范式——AI負責拓展探索邊界，人類科學家則專注于結果解讀與理論升華。

研究團隊將系統(tǒng)命名為PackingStar，既體現(xiàn)其解決球體堆積問題的核心功能，也蘊含更深層的浪漫寓意：每個成員都是探索數(shù)學宇宙的星辰，AI則成為連接眾星的橋梁。這種理念在團隊工作空間的設計中亦有體現(xiàn)——由研究人員改造的“學術酒吧”成為跨學科交流的場所，不同領域的智慧在這里碰撞出新的火花。