GPT-5.2改寫粒子物理教科書！人類手算32項(xiàng)算不出，AI一行公式搞定

來源：量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

　　夢(mèng)晨 發(fā)自 凹非寺

　　粒子物理教科書幾十年的結(jié)論被推翻，GPT-5.2干的。

　　一類幾十年來被認(rèn)為嚴(yán)格為零的膠子散射振幅，在特定運(yùn)動(dòng)學(xué)條件下不為零。

　　OpenAI與哈佛、劍橋、普林斯頓的五位研究者發(fā)布預(yù)印本論文，關(guān)鍵公式由GPT-5.2 Pro猜出，隨后被一個(gè)OpenAI內(nèi)部模型連續(xù)思考超過12小時(shí)證明成立。

　　對(duì)于人類科學(xué)家來說，這個(gè)問題最大的難點(diǎn)計(jì)算過程過于復(fù)雜，隨著參數(shù)增長(zhǎng)項(xiàng)數(shù)膨脹極快。

　　論文中作者都忍不住留下一句話感慨當(dāng)時(shí)的處境：顯然需要一個(gè)更簡(jiǎn)潔的公式！

　　后來團(tuán)隊(duì)死馬當(dāng)成活馬醫(yī)，找OpenAI看看AI能不能做點(diǎn)什么。

　　結(jié)果AI直接猜出了一個(gè)公式，成為破局的關(guān)鍵。

　　被推翻的教科書結(jié)論

　　散射振幅是粒子物理學(xué)的核心計(jì)算對(duì)象，它給出任意一組粒子碰撞后產(chǎn)生任意一組粒子的量子概率。

　　標(biāo)準(zhǔn)模型中費(fèi)曼圖展開的理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)吻合到了小數(shù)點(diǎn)后14位，但計(jì)算本身極其困難，n個(gè)膠子的散射振幅所需的費(fèi)曼圖數(shù)量隨n以超指數(shù)速度增長(zhǎng)。

　　最著名的例子是MHV振幅（Maximal Helicity Violation，最大螺旋度違反）：

　　n個(gè)膠子中有2個(gè)負(fù)螺旋度、n-2個(gè)正螺旋度，原始費(fèi)曼圖展開涉及n!量級(jí)的項(xiàng)。

　　80年代的物理學(xué)家Parke和Taylor曾經(jīng)手算需要100頁(yè)。

　　但也正是Parke和Taylor最后給出了一個(gè)適用于任意n的單項(xiàng)閉合表達(dá)式，100也內(nèi)容被壓縮到1行。

　　那如果條件再極端一步，只有1個(gè)負(fù)螺旋度、n-1個(gè)正螺旋度呢？

　　幾十年來，Parke和Taylor的結(jié)論被寫在教科書：這類”單負(fù)”（single-minus）樹圖振幅嚴(yán)格等于零。

　　但GPT-5.2參與的最新論文指出，標(biāo)準(zhǔn)論證中存在一個(gè)“漏洞”，使整個(gè)論證不再成立。

　　人類手算32項(xiàng)，AI猜出一行公式

　　哈佛大學(xué)的Andrew Strominger教授是研究的發(fā)起者，他曾與霍金合作發(fā)表霍金生前最后一篇論文《黑洞熵與軟毛發(fā)》。

　　他在大約一年前就意識(shí)到了標(biāo)準(zhǔn)論證中的這個(gè)漏洞。

　　他組建團(tuán)隊(duì)，開始手動(dòng)推導(dǎo)單負(fù)膠子振幅。這一遞推方法等價(jià)于逐一求和所有費(fèi)曼圖，但形式上稍微簡(jiǎn)潔一些。

　　也只是稍微簡(jiǎn)潔一些，表達(dá)式膨脹的也是極快。

　　3個(gè)粒子時(shí)只有1項(xiàng)，4個(gè)粒子時(shí)2項(xiàng)，5個(gè)粒子時(shí)8項(xiàng)。到6個(gè)粒子時(shí)，論文中寫出的一般表達(dá)式已經(jīng)有32項(xiàng)，全部是各類符號(hào)函數(shù)的乘積組合。

　　范德堡大學(xué)黑洞物理學(xué)家Alex Lupsasca來到OpenAI，看看AI能不能幫到點(diǎn)忙。

　　這事當(dāng)時(shí)也有消息傳出：2025年10月，OpenAI聘請(qǐng)黑洞物理學(xué)家Alex Lupsasca推動(dòng)科學(xué)研究新計(jì)劃。

　　只是4個(gè)月前，人們還想象不到成果能有這么大。

　　團(tuán)隊(duì)后來發(fā)現(xiàn)，如果限制在一個(gè)特殊區(qū)域R?，即存在一個(gè)參考系使得粒子1的頻率為負(fù)、其余所有粒子的頻率為正，原本極其復(fù)雜的表達(dá)式會(huì)發(fā)生劇烈簡(jiǎn)化。

　　6粒子時(shí)的32項(xiàng)變成了四個(gè)因子的乘積，5粒子時(shí)變成三個(gè)因子的乘積，4粒子時(shí)兩個(gè)因子，3粒子時(shí)一個(gè)因子。

　　GPT-5.2 Pro識(shí)別出了這個(gè)規(guī)律，并很快提出了一個(gè)推廣到任意n個(gè)粒子的猜想公式：

　　在R?區(qū)域中，剝離后的振幅等于n-2個(gè)因子的連乘，每個(gè)因子是兩個(gè)符號(hào)函數(shù)之和。

　　由于每個(gè)符號(hào)函數(shù)取值為±1，每個(gè)因子只可能等于-1、0 或+1。整個(gè)振幅因此是分段常數(shù)的，在由各類動(dòng)量子集正交性定義的”墻”所分隔的腔室中取整數(shù)值。

　　但GPT-5.2 Pro無法自行證明這個(gè)猜想。

　　隨后，一個(gè)OpenAI內(nèi)部的腳手架模型接手，它連續(xù)思考了超過12小時(shí)，完成了完整的證明。

　　證明分三步走：

　　第一步證明了在R?區(qū)域內(nèi)，遞推關(guān)系中的一個(gè)關(guān)鍵頂角函數(shù)V恒為零。

　　第二步利用V為零這一事實(shí)，證明整個(gè)遞推關(guān)系坍縮為單獨(dú)一項(xiàng)。

　　第三步證明這一項(xiàng)恰好等于GPT-5.2 Pro猜出的公式。

　　研究團(tuán)隊(duì)隨后手工對(duì)證明進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)結(jié)論成立。

　　這個(gè)公式非滿足了一系列一致性條件Weinberg軟定理、循環(huán)不變性、Kleiss-Kuijf恒等式和U(1)退耦恒等式。

　　論文特別強(qiáng)調(diào)，這些性質(zhì)中“沒有任何一條能從公式的直接形式中看出來”。

　　GPT-5.2在貢獻(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)的第三個(gè)公開案例

當(dāng)復(fù)雜計(jì)算簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)潔結(jié)果時(shí)，意味著背后有尚未被理解的物理規(guī)律等待被發(fā)現(xiàn)。

　　OpenAI的科學(xué)部門負(fù)責(zé)人Kevin Weil如此評(píng)價(jià)這項(xiàng)研究的愿意。

　　Kevin Weil還感嘆自己學(xué)生時(shí)期就仰慕Strominger，現(xiàn)在親耳聽到他談AI加速研究非常激勵(lì)人心。

　　并且有了這個(gè)結(jié)果，還能指引后續(xù)研究方向。

　　論文提到，單負(fù)振幅的構(gòu)造可以直接從膠子推廣到引力子振幅，有一個(gè)簡(jiǎn)單的超對(duì)稱化方案；在天穹對(duì)偶理論框架（Celestial Holography）下，某些扇區(qū)中振幅的Mellin變換由Lauricella函數(shù)給出；結(jié)論應(yīng)當(dāng)在一些超對(duì)稱推廣下具有變換性質(zhì)……

　　這些結(jié)果將在后續(xù)工作中發(fā)表。

　　論文同時(shí)留下了開放性的問題。雖然當(dāng)前的公式相比費(fèi)曼圖展開已經(jīng)是“戲劇性的簡(jiǎn)化”，但完全有可能得到更簡(jiǎn)潔的表達(dá)式。

　　換句話說，即便是AI找到的這個(gè)公式，可能仍然不是最終形式。

　　這已經(jīng)是GPT-5.2在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域做出原創(chuàng)貢獻(xiàn)的第三個(gè)公開案例。

　　此前，還在。

　　但這一次有所不同：

　　AI不再只是參與了證明環(huán)節(jié)，而是在最初就猜出了核心公式本身。

　　論文地址：
https://arxiv.org/abs/2602.12176

　　參考鏈接：
[1]https://openai.com/index/new-result-theoretical-physics/
[2]https://x.com/kevinweil/status/2022388305434939693