ATLAS: 大规模自动形式化教科书库
摘要
ATLAS是一个大规模的Lean 4教科书数学库,由LLM自动形式化,涵盖26本书籍,超过46,000个声明。它为人机形式化提供了可重用的形式化构建块。
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facebookresearch/atlas-lean
来源:https://github.com/facebookresearch/atlas-lean
ATLAS - 大规模自动形式化教材库
ATLAS 是一个 Lean 4 教材数学库,由大语言模型自动形式化生成:将非正式陈述和证明翻译为 Lean 代码。它取材于本科和研究生阶段的教科书,涵盖分析、代数、几何、拓扑、组合数学、概率论、统计学、偏微分方程、数论和理论计算机科学。ATLAS 的目标是为未来人类和机器驱动的 Lean 形式化提供可重用的形式化构建块。
这项工作仍在积极推进中:我们继续扩展到更多来源,整理生成的材料,提升覆盖率和可维护性,并努力使该库更接近 Mathlib 的惯例。ATLAS 使用 AutoformBot(https://github.com/facebookresearch/autoform-bot)自动形式化管道生成。
链接
- 配套论文:大规模形式化数学(https://arxiv.org/abs/2605.29955)
- 形式化工具:
- 早期相关工作:代数组合学的形式化(https://github.com/faabian/algebraic-combinatorics)
库数据
Atlas/ 下每个图书目录包含:
- 生成的 Lean 源文件(定义、陈述和证明)。
targets.yaml,列出选中用于形式化的教材陈述。report.json,包含匹配的 Lean 声明的自动评估结果,包括忠实度、证明完整性和代码质量得分。
可视化工具
可视化工具位于 https://rammalahmad.github.io/atlas/。用户可浏览 ATLAS,比较非正式陈述与其 Lean 形式化结果,查看结果之间的逻辑依赖关系图,并提取用于陈述选定定理所需的 Lean 代码。
ATLAS 可视化工具
状态与贡献
ATLAS 是一个持续进行的机器生成扩展项目,而非最终成品。我们正在积极扩展语料库、整理生成的代码、形式化剩余的陈述,并改进对 Mathlib 的习惯用法重用。欢迎外部贡献!
要使用固定的 Lean 和 Mathlib 版本构建完整库,请运行:
lake build
统计数据(2026年5月)
26 本书 · 630,999 行代码 · 483,917 行 Lean 代码(不含注释/空行) · 46,203 个声明 · 42,837 个已证明(92.7%) · 2,855 / 4,007 个陈述已形式化(71.3%) · 183,157M 个 token
| 图书 | 目标陈述数 | 已形式化 | 形式化百分比 | 代码行数 | Lean 代码行数 | 声明数 | 已证明 | 证明百分比 | Token 数(M) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AlgebraNotes (https://ocw.mit.edu/courses/res-18-011-algebra-i-student-notes-fall-2021/) | 176 | 151 | 85.8% | 5,037 | 4,409 | 274 | 261 | 95.3% | 1,962.99 |
| AlgebraicCombinatorics (https://ocw.mit.edu/courses/18-318-topics-in-algebraic-combinatorics-spring-2006/) | 39 | 37 | 94.9% | 10,695 | 9,343 | 737 | 734 | 99.6% | 1,440.73 |
| AlgebraicGeometryI (https://ocw.mit.edu/courses/18-725-algebraic-geometry-fall-2015/) | 186 | 112 | 60.2% | 40,678 | 27,393 | 4,499 | 4,210 | 93.6% | 7,629.26 |
| AlgebraicTopologyI (https://ocw.mit.edu/courses/18-905-algebraic-topology-i-fall-2016/) | 171 | 110 | 64.3% | 29,154 | 20,142 | 2,416 | 2,063 | 85.4% | 10,323.27 |
| AnAlgorithmistsToolkit (https://ocw.mit.edu/courses/18-409-topics-in-theoretical-computer-science-an-algorithmists-toolkit-fall-2009/) | 158 | 131 | 82.9% | 9,656 | 8,234 | 712 | 668 | 93.8% | 2,004.00 |
| ArithmeticGeometry (https://ocw.mit.edu/courses/18-782-introduction-to-arithmetic-geometry-fall-2013/) | 335 | 266 | 79.4% | 39,257 | 29,573 | 3,047 | 2,861 | 93.9% | 11,100.62 |
| BooleanFunctions (https://ocw.mit.edu/courses/18-218-topics-in-combinatorics-analysis-of-boolean-functions-spring-2021/) | 108 | 44 | 40.7% | 9,516 | 7,949 | 667 | 614 | 92.1% | 2,327.49 |
| Buildings (https://www-users.cse.umn.edu/~garrett/m/buildings/book.pdf) | 74 | 44 | 59.5% | 64,383 | 48,809 | 4,345 | 4,247 | 97.7% | 20,442.93 |
| CombinatorialOptimization (https://ocw.mit.edu/courses/18-433-combinatorial-optimization-fall-2003/) | 36 | 22 | 61.1% | 8,908 | 7,934 | 428 | 414 | 96.7% | 2,475.65 |
| ComplexVariables (https://ocw.mit.edu/courses/18-112-functions-of-a-complex-variable-fall-2008/) | 38 | 37 | 97.4% | 7,231 | 6,225 | 285 | 280 | 98.2% | 1,250.91 |
| DifferentialAnalysis (https://ocw.mit.edu/courses/18-155-differential-analysis-fall-2004/) | 113 | 88 | 77.9% | 31,302 | 23,713 | 1,634 | 1,506 | 92.2% | 11,743.27 |
| DifferentialGeometry (https://ocw.mit.edu/courses/18-950-differential-geometry-fall-2008/) | 147 | 112 | 76.2% | 10,592 | 8,942 | 888 | 781 | 88.0% | 1,933.97 |
| EllipticCurves (https://ocw.mit.edu/courses/18-783-elliptic-curves-spring-2021/) | 360 | 212 | 58.9% | 32,819 | 22,316 | 3,483 | 2,981 | 85.6% | 11,058.00 |
| FourierAnalysis (https://ocw.mit.edu/courses/18-103-fourier-analysis-fall-2013/) | 38 | 34 | 89.5% | 7,943 | 6,671 | 373 | 359 | 96.2% | 1,185.90 |
| GeometryOfManifolds (https://ocw.mit.edu/courses/18-966-geometry-of-manifolds-spring-2007/) | 72 | 40 | 55.6% | 22,686 | 16,408 | 3,251 | 3,098 | 95.3% | 6,864.93 |
| HighDimensionalStatistics (https://ocw.mit.edu/courses/18-s997-high-dimensional-statistics-spring-2015/) | 73 | 65 | 89.0% | 39,656 | 31,715 | 1,564 | 1,518 | 97.1% | 975.36 |
| IntroductionToFunctionalAnalysis (https://ocw.mit.edu/courses/18-102-introduction-to-functional-analysis-spring-2021/) | 72 | 68 | 94.4% | 2,709 | 2,006 | 113 | 109 | 96.5% | 553.64 |
| IntroductionToPartialDifferentialEquations (https://ocw.mit.edu/courses/18-152-introduction-to-partial-differential-equations-fall-2011/) | 105 | 86 | 81.9% | 27,666 | 20,740 | 1,585 | 1,414 | 89.2% | 2,972.23 |
| LieGroups (https://ocw.mit.edu/courses/18-757-representations-of-lie-groups-fall-2023/) | 185 | 74 | 40.0% | 60,285 | 50,594 | 4,219 | 3,814 | 90.4% | 45,384.33 |
| NumberTheoryI (https://ocw.mit.edu/courses/18-785-number-theory-i-fall-2021/) | 576 | 460 | 79.9% | 64,958 | 54,760 | 3,764 | 3,591 | 95.4% | 15,424.36 |
| ProbabilisticMethodsInCombinatorics (https://ocw.mit.edu/courses/18-226-probabilistic-methods-in-combinatorics-fall-2022/) | 210 | 109 | 51.9% | 20,555 | 15,604 | 1,272 | 1,089 | 85.6% | 2,720.15 |
| ProjectionTheory (https://ocw.mit.edu/courses/18-156-projection-theory-spring-2025/) | 111 | 73 | 65.8% | 13,357 | 9,672 | 979 | 871 | 89.0% | 2,678.00 |
| RealAnalysis (https://ocw.mit.edu/courses/18-100a-real-analysis-fall-2020/) | 177 | 175 | 98.9% | 2,886 | 2,224 | 149 | 147 | 98.7% | 585.64 |
| TensorCategories (https://ocw.mit.edu/courses/18-769-topics-in-lie-theory-tensor-categories-spring-2009/) | 229 | 137 | 59.8% | 42,812 | 29,729 | 3,373 | 3,176 | 94.2% | 11,338.45 |
| TheoryOfComputation (https://ocw.mit.edu/courses/18-404j-theory-of-computation-fall-2020/) | 118 | 84 | 71.2% | 15,094 | 10,581 | 1,553 | 1,482 | 95.4% | 3,580.36 |
| TheoryOfProbability (https://ocw.mit.edu/courses/18-175-theory-of-probability-spring-2014/) | 100 | 84 | 84.0% | 11,164 | 8,231 | 593 | 549 | 92.6% | 3,200.61 |
| 总计 | 4,007 | 2,855 | 71.3% | 630,999 | 483,917 | 46,203 | 42,837 | 92.7% | 183,157 |
贡献者
最初的 ATLAS 工作由 Ahmad Rammal、Niket Patel、Fabian Gloeckle、Amaury Hayat、Julia Kempe、Remi Munos、Charles Arnal 和 Vivien Cabannes 主导。
引用
如果您觉得这项工作有用,请引用我们的论文:
@misc{rammal2026formalizingmathematicsscale,
title={Formalizing Mathematics at Scale},
author={Ahmad Rammal and Niket Patel and Fabian Gloeckle and Amaury Hayat and Julia Kempe and Remi Munos and Charles Arnal and Vivien Cabannes},
year={2026},
eprint={2605.29955},
archivePrefix={arXiv},
primaryClass={cs.AI},
url={https://arxiv.org/abs/2605.29955},
}
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