在理论物理学中,物理学家们通过「散射振幅」的公式来预测粒子的行为,比如大型强子对撞机里的粒子怎么撞。
但这个公式简直是噩梦。为了无限逼近真实答案,物理学家必须一层一层地叠加被称为「圈」的精细修正层。
实际操作中,大多数人类停留在第二圈或第三圈。粒子物理学中最精确的预测,也才用到了第五圈。
而在特殊的「测试沙盒」模型中,人类目前的极限纪录是「八圈」。这是由 SLAC 国家加速器实验室的大牛教授 Lance Dixon 和团队多年死磕才拿下的。
八月底,Anthropic 的两名物理学家员工 Liam 和 Siddharth 悄悄联系了 Matt:「嗨,你的挑战,我们搞定了。」
研究团队用的是 Claude Science,一个专门为科学家设计、能让 Claude 遵循严谨规则运行的系统,模型是目前最强的公开可用模型 Fable 5.1。
「我要去睡觉了,接下来的几个小时我都不会在。你继续算,除非我叫你停,每隔 4 到 6 小时给我汇报一次进度。」
它运用了 Dixon 和合作者这些年开发的一种叫做「自举」的方法,就像解一场数独游戏一样,在无数参数中不断排除错误选项。
几天后,Claude 不仅算出了九圈,而且是用了两种不同的物理方法(原始自举法和间接形状因子法)分别算出来的!
具体来说,在原始自举法中,Dixon 团队用的方法叫 bootstrap,类似于数独,把所有可能的函数全填进格子里,用物理法则一个个排除,剩下的就是答案。
Claude 直接掏出 Python 和开源库 SymPy,在六粒子振幅的空间里硬算出了一条血路。
在间接形状因子法中,当年 Dixon 他们冲八圈时,先算了个简单的「形状因子」,再利用一种奇特的「对跖对偶」对称性,把结果翻译成振幅。
形状因子这一路,Claude 没有算一个费曼积分。它把整个物理问题变成一个超大的方程组,全程用整数求解,不会有小数误差,还能换几个大素数反复验算。
第一道坎是内存。照老办法推到九圈,光未知数就有 185 万个,方程组大到内存根本装不下。
Claude 换了个思路,借对跖对偶先把答案的一部分「猜」出来,再加上对称性,未知数一下从 185 万降到了 7.6 万个。
最后翻译回振幅,光一个切面上的结果就有 300 多亿项,八圈时才 16.7 亿项。
按普通用户的价格算,每条路要一两千美元,两条加起来几千美元,大头是 Claude 长时间运行的费用。
而直接自举那一路,纯粹用于运行 Python 代码的算力成本,仅仅只有 100 美元——这只相当于租用了 96 个 CPU 跑了一个星期。
100 美金,一句提示词,Claude 在几天内就轻而易举地捅破了理论物理学的天花板。
Anthropic 的团队找到了「八圈」纪录保持者——Lance Dixon 教授本人来验算。
整个计算过程就像是在搭一个扑克牌城堡,或者烤一个舒芙蕾,中间只要有一个代码写错、一个符号标反,整个计算就会彻底崩溃。
但 Claude 不仅没有崩溃,还从头开始自己把所有繁琐的代码全写了,完美避开了所有的坑!
一是他们团队本来就在训练定制的 transformer 模型预测更高圈数,口号是机器给出的任何候选答案都有工具验证。Claude 也是 transformer,只是大概比他们的大一百万倍。
二是 Claude 用的全是他和合作者这些年开发的方法,交答案时还用了他们团队早就定好的格式(教授猜,这是 Claude 在给他们卖面子)。
「除了我和我的合著者,Claude 可能是这个世界上最懂我 2019 年和 2023 年发表的论文的『人』了。」
而他的同组大佬 Kyle Cranmer 还在 X 上凌乱:「刚发现我们组被 Anthropic 抢发了,我还在消化……虽然不算太意外,但我真希望当初我们能有时间和资源投进去。」
有趣的是,Anthropic 刚找完出题人 von Hippel 没几天,他又收到了另一个重磅消息——来自中国科学院理论物理所的何颂团队。
何颂是国内散射振幅领域的大牛,近年代表性工作包括提出量子场论散射振幅的 Cachazo-何-袁形式,开创性地发现场论和弦论散射的几何起源,并在场论高圈计算和严格求解,规范场、引力和弦论的对偶等方向做出了一系列重要工作。
就在 9 月 17 日,何颂、景继荣、李想把六粒子振幅从二圈到九圈的核心骨架数据,公开挂上了学术平台 Zenodo。
何颂团队同样用上了 AI。Dixon 透露,GPT-6 帮中国团队算了一部分约束条件,不过整体框架还是人类自己搭的。