Anthropic 宣布,其 Claude 模型在几乎无人类干预的情况下,连续运行数天,完成了平面 N=4 超杨-米尔斯理论中六粒子振幅的九圈计算,刷新了此前由人类物理学家保持的八圈纪录。相关结果已通过前纪录保持者、SLAC 国家加速器实验室教授 Lance Dixon 为期两周的验证。
此次挑战源于理论粒子物理学家、科普作家 Matt von Hippel 的公开提议。他此前在个人博客上向 AI 公司发出挑战,要求其在普通学者可负担的计算预算内解决散射振幅领域的难题,其中一道题目即为将 N=4 超杨-米尔斯模型算至九圈。在理论物理中,散射振幅用于预测粒子行为,每增加一个「圈」的修正层,计算量呈指数级增长。人类此前的最高纪录为八圈,由 Lance Dixon 团队多年攻关完成。
Anthropic 的两名物理学家员工 Liam 和 Siddharth 接受了这一挑战。研究团队使用专为科学家设计的 Claude Science 系统,底层模型为 Fable 5.1。他们向 Claude 输入的提示词仅包含计算任务描述,并告知模型研究人员将休息数小时,要求其每 4 至 6 小时汇报一次进度。Claude 在无人值守状态下自主完成了推演。
计算过程中,Claude 采用了 Dixon 团队开发的「自举」方法,并同时使用原始自举法和间接形状因子法两条路径分别求解。在原始自举法中,Claude 调用 Python 和开源库 SymPy 完成计算;在形状因子法中,模型将物理问题转化为大型方程组,全程使用整数求解以避免小数误差,并通过多个大素数进行反复验算。面对九圈计算中 185 万个未知数导致的内存瓶颈,Claude 借助对跖对偶对称性将未知数降至 7.6 万个,最终完成求解。结果显示,仅一个切面的结果就包含超过 300 亿项,而八圈时该数字为 16.7 亿项。
成本方面,按普通用户价格计算,两条计算路径合计花费数千美元,其中直接自举路径的纯 Python 算力成本约为 100 美元,相当于租用 96 个 CPU 运行一周。Lance Dixon 在验证结果后表示,其团队自 2023 年完成八圈计算后,两年间持续攻关九圈未果,Claude 不仅未出现计算崩溃,还自主完成了全部代码编写。他同时指出,团队此前已在训练定制 transformer 模型预测更高圈数,Claude 同属 transformer 架构。
该结果表明,大语言模型在高复杂度理论物理计算中已具备自主完成长周期、多步骤推导的能力,且成本远低于传统大规模算力投入。对于依赖高强度符号计算与数值验证的科研领域,AI 辅助工具的应用边界正在进一步扩展。
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