Anthropic公司的研究人员利用Claude大语言模型，在常规计算预算下自主完成了平面N=4超对称杨米尔斯理论的九圈散射振幅计算。
在粒子物理学领域，预测亚原子粒子在碰撞中的相互作用概率是一项极其复杂的任务。物理学家通常通过计算散射振幅公式来进行预测，并与大型强子对撞机的实验数据进行比对。由于直接计算过于困难，研究人员普遍采用近似方法，计算的复杂程度用圈数来衡量。圈数越多，计算结果就越精确，但所需的计算量也会呈指数级增长。在实际应用中，大多数散射振幅仅能计算到2圈，少数能达到3圈，而物理学界最精确的预测纪录也只有5圈。
为了突破计算瓶颈，理论物理学家通常会在简化模型中测试新的数学方法，其中最经典的就是N=4超对称杨米尔斯理论。在这个模型中，每种粒子拥有4个超对称伙伴粒子，这种对称性使得繁复的变量得到简化，成为推导高阶圈数的理想试验场。此前，斯坦福国家加速器实验室的物理学家Lance Dixon与其合作者Andy Liu曾利用形状因子与对偶性方法，在2023年成功将这一模型的计算推进到了8圈。
近期，人工智能技术为这一难题带来了意想不到的突破。Anthropic公司的研究人员Liam Fitzpatrick和Siddharth Mishra-Sharma使用名为Claude Science的科研平台，向AI模型提出了直接计算9圈散射振幅的指令。在缺乏人类实时干预的情况下，AI模型连续运行，通过自举法与形状因子两种不同路径，成功推导出9圈散射振幅公式。整个计算过程使用了96个CPU运行1周时间，消耗的算力和模型使用成本仅约1000至2000美元。
这一成果随后得到了Lance Dixon的独立验证。有趣的是，中国科学院的物理学家Song He及其团队也在近期利用GPT-6辅助计算了9圈符号约束，几乎同时取得了突破。验算表明，AI并非创造了全新的物理规律，而是凭借极其规范的代码编写能力和对既有物理文献方法的深度理解，在合理预算内高效完成了原本被认为难以直接计算的复杂步骤。这次突破证实了AI在理论物理等精密科学领域具备高度可靠的自主推理与计算能力。
原文：https://www.anthropic.com/research/yes-claude-can-do-nine-loops