GPT-5.2改写粒子物理教科书！人类手算32项算不出，AI一行公式搞定
关键公式由GPT-5.2 Pro猜出，随后被一个OpenAI内部模型连续思考超过12小时证明成立
梦晨 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
粒子物理教科书几十年的结论被推翻，GPT-5.2干的。
一类几十年来被认为严格为零的胶子散射振幅，在特定运动学条件下不为零。
OpenAI与哈佛、剑桥、普林斯顿的五位研究者发布预印本论文，关键公式由GPT-5.2 Pro猜出，随后被一个OpenAI内部模型连续思考超过12小时证明成立。
对于人类科学家来说，这个问题最大的难点计算过程过于复杂，随着参数增长项数膨胀极快。
论文中作者都忍不住留下一句话感慨当时的处境：显然需要一个更简洁的公式！
后来团队死马当成活马医，找OpenAI看看AI能不能做点什么。
结果AI直接猜出了一个公式，成为破局的关键。
被推翻的教科书结论
散射振幅是粒子物理学的核心计算对象，它给出任意一组粒子碰撞后产生任意一组粒子的量子概率。
标准模型中费曼图展开的理论计算与实验吻合到了小数点后14位，但计算本身极其困难，n个胶子的散射振幅所需的费曼图数量随n以超指数速度增长。
最著名的例子是MHV振幅（Maximal Helicity Violation，最大螺旋度违反）：
n个胶子中有2个负螺旋度、n-2个正螺旋度，原始费曼图展开涉及n!量级的项。
80年代的物理学家Parke和Taylor曾经手算需要100页。
但也正是Parke和Taylor最后给出了一个适用于任意n的单项闭合表达式，100也内容被压缩到1行。
那如果条件再极端一步，只有1个负螺旋度、n-1个正螺旋度呢？
几十年来，Parke和Taylor的结论被写在教科书：这类”单负”（single-minus）树图振幅严格等于零。
但GPT-5.2参与的最新论文指出，标准论证中存在一个“漏洞”，使整个论证不再成立。
人类手算32项，AI猜出一行公式
哈佛大学的Andrew Strominger教授是研究的发起者，他曾与霍金合作发表霍金生前最后一篇论文《黑洞熵与软毛发》。
他在大约一年前就意识到了标准论证中的这个漏洞。
他组建团队，开始手动推导单负胶子振幅。这一递推方法等价于逐一求和所有费曼图，但形式上稍微简洁一些。
也只是稍微简洁一些，表达式膨胀的也是极快。
3个粒子时只有1项，4个粒子时2项，5个粒子时8项。到6个粒子时，论文中写出的一般表达式已经有32项，全部是各类符号函数的乘积组合。
范德堡大学黑洞物理学家Alex Lupsasca来到OpenAI，看看AI能不能帮到点忙。
这事当时也有消息传出：2025年10月，OpenAI聘请黑洞物理学家Alex Lupsasca推动科学研究新计划。
只是4个月前，人们还想象不到成果能有这么大。
团队后来发现，如果限制在一个特殊区域R₁，即存在一个参考系使得粒子1的频率为负、其余所有粒子的频率为正，原本极其复杂的表达式会发生剧烈简化。
6粒子时的32项变成了四个因子的乘积，5粒子时变成三个因子的乘积，4粒子时两个因子，3粒子时一个因子。
GPT-5.2 Pro识别出了这个规律，并很快提出了一个推广到任意n个粒子的猜想公式：
在R₁区域中，剥离后的振幅等于n-2个因子的连乘，每个因子是两个符号函数之和。
由于每个符号函数取值为±1，每个因子只可能等于-1、0 或+1。整个振幅因此是分段常数的，在由各类动量子集正交性定义的”墙”所分隔的腔室中取整数值。
但GPT-5.2 Pro无法自行证明这个猜想。
随后，一个OpenAI内部的脚手架模型接手，它连续思考了超过12小时，完成了完整的证明。
证明分三步走：
第一步证明了在R₁区域内，递推关系中的一个关键顶角函数V恒为零。
第二步利用V为零这一事实，证明整个递推关系坍缩为单独一项。
第三步证明这一项恰好等于GPT-5.2 Pro猜出的公式。
研究团队随后手工对证明进行了验证，确认结论成立。
这个公式非满足了一系列一致性条件Weinberg软定理、循环不变性、Kleiss-Kuijf恒等式和U(1)退耦恒等式。
论文特别强调，这些性质中“没有任何一条能从公式的直接形式中看出来”。
GPT-5.2在贡献基础科学的第三个公开案例
当复杂计算简化为简洁结果时，意味着背后有尚未被理解的物理规律等待被发现。
OpenAI的科学部门负责人Kevin Weil如此评价这项研究的愿意。
Kevin Weil还感叹自己学生时期就仰慕Strominger，现在亲耳听到他谈AI加速研究非常激励人心。
并且有了这个结果，还能指引后续研究方向。
论文提到，单负振幅的构造可以直接从胶子推广到引力子振幅，有一个简单的超对称化方案；在天穹对偶理论框架（Celestial Holography）下，某些扇区中振幅的Mellin变换由Lauricella函数给出；结论应当在一些超对称推广下具有变换性质……
这些结果将在后续工作中发表。
论文同时留下了开放性的问题。虽然当前的公式相比费曼图展开已经是“戏剧性的简化”，但完全有可能得到更简洁的表达式。
换句话说，即便是AI找到的这个公式，可能仍然不是最终形式。
这已经是GPT-5.2在基础科学领域做出原创贡献的第三个公开案例。
此前GPT-5独立证明了一道存在45年的埃尔德什数论猜想，还在非线性量子力学与相对论兼容性的理论物理论文中提出了核心方法论框架。
但这一次有所不同：
AI不再只是参与了证明环节，而是在最初就猜出了核心公式本身。
论文地址：
https://arxiv.org/abs/2602.12176
参考链接：
[1]https://openai.com/index/new-result-theoretical-physics/
[2]https://x.com/kevinweil/status/2022388305434939693
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