字节豆包发布BFS-Prover，AI自动证定理！

北京 – 字节跳动豆包大模型团队近日发布了一款名为BFS-Prover的自动定理证明系统，该系统基于大型语言模型（LLM）并改进了传统的广度优先搜索（BFS）算法，在形式化数学问题的自动证明领域取得了显著进展。

BFS-Prover：技术原理与核心功能

BFS-Prover的核心在于其长度归一化的评分启发式方法。传统的BFS算法在搜索深度推理路径时，往往会受到路径长度的惩罚，导致效率降低。而BFS-Prover通过累积对数概率评估证明路径的优先级，并除以路径长度的α次方（α∈[0,1]），有效缓解了这一问题，从而能够更有效地探索复杂证明。

该系统还采用了专家迭代框架，专注于解决复杂定理。通过多轮迭代，系统能够筛选出更具挑战性的定理进行证明，并利用直接偏好优化（DPO）从编译器反馈中优化策略模型，避免无效推理路径。

为了实现大规模并行证明，BFS-Prover采用了分布式系统设计，使用Ray框架在多台机器上运行，充分利用GPU和CPU资源，实现了近线性的扩展效率。

此外，BFS-Prover与Lean4进行了深度集成，通过LeanDojo将数学问题编码为形式化系统，生成可验证的机器证明，确保了证明的逻辑正确性。

应用场景与行业影响

BFS-Prover的应用场景广泛，包括：

• 形式化数学问题的自动证明： 适用于各种数学领域的定理证明，能够将数学问题编码为形式化语言（如Lean4），生成可验证的机器证明。
• 数学竞赛题目的解决： 能够证明复杂的国际数学奥林匹克竞赛（IMO）题目，展示了在复杂数学推理中的强大能力。
• 本科和研究生级别的数学研究： 帮助解决本科和研究生阶段的数学定理证明问题。

更重要的是，BFS-Prover在MiniF2F测试集上刷新了准确率记录，为自动定理证明领域提供了新的方法和技术思路，推动了该领域的发展。

资源链接

• HuggingFace模型库：https://huggingface.co/bytedance-research/BFS-Prover
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2502.03438

结论

BFS-Prover的发布，标志着AI在自动定理证明领域取得了又一重要突破。其高效的证明搜索能力、持续改进与数据积累机制，以及与Lean4的深度集成，都为未来的数学研究和AI发展带来了新的可能性。随着技术的不断进步，我们有理由相信，AI将在解决更复杂的数学问题和推动科学进步方面发挥更大的作用。

参考文献：

• BFS-Prover – 字节豆包推出的自动定理证明系统. (n.d.). AI工具集. Retrieved from [URL 替换为实际网页链接]
• Bytedance Research. (2025). BFS-Prover: A System for Automated Theorem Proving. arXiv.

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