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让人瞩目,Claude突破物理学界极限!挑战杨振宁理论的九圈难题

龙八(头号玩家)唯一官方网站 776 阅读 约 5.5 分钟

就在刚刚,Anthropic正式宣布,AI系统Claude在理论物理领域取得了惊人突破。这一智能系统在几乎没有人为干预的情况下,连续运算数天,成功攻克了高能物理学界一项传统的计算难题——“九圈散射振幅”!具体而言,Claude为平面N=4超杨-米尔斯理论中六粒子的振幅计算出了九圈的结果,而人类至今止步于八圈的纪录。值得一提的是,“杨”字中所指的正是物理学巨匠杨振宁先生。他与米尔斯于1954年共创的“杨-米尔斯理论”,奠定了现代粒子物理学的基石,任何基于此理论的高阶计算皆为人类智力的巅峰挑战。如今,顶尖的理论物理学家竟然被AI所超越,这让人感到震惊。而更为惊人的是,Claude在达到这一成就时,仅仅用了一句提示词,耗资几千美元而已。几天后交出的答案中,仅一部分的展开项就达到了惊人的300亿。

在科学界,原本垂手可得的成果比预想中的要丰富得多。这项工作的负责物理学家Lance Dixon对此深有感触:“我身边大多数理论物理学家已经意识到,大模型终将颠覆物理学界,只是不知那一天何时会来临。对我来说,那一天便是9月1日。”

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这次事件的起点源于一位物理学家的“挑衅”。Matt von Hippel,曾是一名理论粒子物理学家,如今转行成为科普作家。2016年的五圈、2019年的六圈和七圈散射振幅计算中都有他的名字。在面对最近的AI进展时,他表示对AI的能力半信半疑,直到自己亲眼见证其在他专业领域中的表现。由于Deep Blue战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫,围棋界曾信誓旦旦称计算机难以拷贝围棋的复杂性,但最后AlphaGo却以超强能力打破了这一迷思。AlphaFold以压倒性的优势走在蛋白质结构的研究前列,然而在其它领域仍有人质疑:我们没有足够的数据,人工智能是否能够复现?大语言模型已能阅读文献、模拟数学证明,但关于AI能否提出创新框架或者在物理学等模糊领域的有效性仍有争论。每一次都在上演同样的戏码:研究者们起初怀疑,直至AI突破他们的领域。 头号玩家app官方网站

Matt认为,散射振幅的复杂性并不等同于不可战胜。上个月,他在个人博客上向所有AI公司发出了一封“英雄帖”:如果你们真的想让科研人员震撼,请来挑战我的专业领域!他提出了三个计算挑战,其中之一就是求解“N=4超级杨-米尔斯模型”的九圈散射振幅。

在理论物理学中,散射振幅的计算公式用以预测粒子行为,例如大型强子对撞机中的粒子碰撞。然而,这一公式的复杂程度令人头疼。为了逐步接近真实答案,物理学家必须层层叠加被称为“圈”的精细修正层。每增加一个“圈”,计算量便呈指数级爆炸增长。在实际操作中,大多数研究者仅能达到第二圈或第三圈的计算,至于粒子物理学中最精确的预测,也不过达到第五圈。而在特殊的“测试沙盒”模型中,人类目前所能实现的极限纪录为“八圈”,这是SLAC国家加速器实验室的Lance Dixon教授及其团队数年努力的成果。至于“九圈”,对于普通人而言,似乎是一个遥不可及的目标,令人寻求无数天才和海量算力数年努力的计算。

而Matt给AI的挑战,实则相对直接。他以简单的一句话,几千美元的背后,便引发了Claude的雄心壮志。在对这一挑战的回应中,Anthropic的科学家们悄然接下了这道难题。八月底,Anthropic的物理学家Liam与Siddharth向Matt私下联系:“你好,我们解决了你的挑战。”Matt简直难以置信,这究竟是如何做到的?难道耗费上百万美元的计算资源?并不是。研究团队利用的是Claude Science,一个为科学家设计的系统,使得Claude能在严格的规则下高效运行,模型则是目前最强的公开可用模型Fable 5.1。研究人员只向Claude提供了一个简单的提示:“计算平面N=4 SYM模型在九圈下的六粒子振幅。”随后,他们没有手把手示范给Claude,而只是留了一句暗示:“我去睡觉了,接下来的几小时你自己继续,除非我叫你停,每隔4到6小时报告进展。” 头号玩家app官方网站

在无人监控的情况下,Claude开始了一段疯狂的计算旅程。它运用了Dixon和合作者多年研究的“自举”方法,像在解数独游戏一样,在无数参数的海洋中不断排除错误选项。几天后,Claude不仅算出九圈的结果,还采用了两种不同的物理方法(原始自举法与间接形状因子法)进行验证。具体来讲,在原始自举法中,由Dixon团队研发的方法类似于数独,把所有可能的函数填入格子,运用物理法则逐一剔除,剩余的便是答案。而Claude则利用Python与开源库SymPy,在六粒子振幅的探索中开辟出了一条新路径。在间接形状因子法的帮助下,Claude成功完成了一项几乎被人类认为只有天才才能触及的计算,充分展示了其在现代物理学研究中的强大潜力。

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