推翻四十年物理定论，AI先猜后证，一行公式搞定人类手算复杂推演

在原子核内部，质子和中子紧紧贴在一起，这全靠一种被称为强核力的力量。传递这种力量的媒介粒子叫做胶子（Gluon）。顾名思义，它们就像胶水一样，将夸克粘合成质子和中子，也将原子核牢牢束缚住。

胶子不仅在飞速运动，还在不停地自旋。物理学家用螺旋性（Helicity）来描述这种自旋方向。正螺旋（Plus-helicity）像右撇子投出的橄榄球，旋转方向与运动方向一致；负螺旋（Minus-helicity）像左撇子投出的球，旋转方向与运动方向相反。

在量子物理中，科学家通过 “散射振幅” 来计算粒子相互作用的概率。四十年来，教科书式的结论深入人心：在简单的胶子碰撞中，如果只有一个胶子是“负螺旋”，其他全是“正螺旋”，那么这种碰撞发生的概率必然为零。

但近期由哈佛大学、剑桥大学、范德堡大学等顶尖机构与 OpenAI 合作发表的成果，不仅推翻了这一“常识”，更展示了 AI 在处理极高难度理论物理问题上的潜力。

他们证明，如果这些粒子在特定空间内以几乎平行的“半共线”方向运动，这个概率其实并不为零。而且存在一个对任意粒子数都成立的超级简洁公式。这个公式，先由公开版 ChatGPT-5.2 Pro 猜出，再由 OpenAI 内部一个加强模型证明，最后由人类专家手工验证通过，相关预印本⁠已发布于 arXiv。

大约一年前，由哈佛大学安德鲁·斯特罗明格（Andrew Strominger）和范德堡大学亚历克斯·卢普萨斯卡（Alex Lupsasca）等领衔的团队发现了一个被忽视的可能。

研究人员发现，在一种特殊的物理环境，即克莱因空间下，如果所有粒子都朝着几乎完全相同的方向运动，那么单个负螺旋性的胶子就可以与其他正螺旋性的胶子发生相互作用。这意味着，物理学家之前认为不可能发生的交互过程，在特定条件下不仅可能，而且在质子和中子的内部深处或许扮演着某种未知的角色。

虽然理论上找到了漏洞，但证明过程极其繁琐且耗时。起初，研究人员尝试用传统的数学递归方法进行推导。当计算 3 个或 4 个粒子的碰撞时，公式还算简洁。当粒子数量增加到 6 个时，得出的数学表达式变得极其杂乱，包含了多达 32 个复杂的项，根本无法实际应用。

参与研究的阿尔弗雷多·格瓦拉（Alfredo Guevara）表示，他们花了几个月的时间进行手工计算，虽然发现了一些模式，但最终得到的公式就像是一团乱麻，根本无法得出一个普适于任意数量粒子的简洁结论。

就在研究陷入僵局时，卢普萨斯卡加入了新成立的 OpenAI 科学团队（OpenAI for Science），其任务是提高 ChatGPT 的科学能力。他联系了他的研究生导师斯特罗明格，发现这个胶子问题将是一个完美的测试对象。

在对模型进行了一些初步探索后，理论学家们要求 OpenAI 当时最新、最先进的公开模型 ChatGPT-5.2 Pro 简化四个胶子的表达式，结果模型仅用了约 20 分钟就完成了任务。

接着，他们要求模型处理五个、六个胶子。GPT-5.2 Pro 成功地将 32 项的和缩减为仅有几项的积，全部显示在一行文本中。最后，小组要求它猜测任意数量粒子的通用公式。这一次，它在一两分钟内就给出了回复，并称其为“显而易见”的通用公式。

为了彻底排除“AI 幻觉”的可能性，团队使用了 OpenAI 正在开发的内部模型（SuperChat）对该公式进行逻辑证明。在经过 12 小时的深度处理后，该模型生成了一份极其详尽的数学证明。经过物理学家的人工核对，这份证明完全符合逻辑，准确无误地证实了单负胶子振幅在半共线区域确实存在一个简洁的、分段常数的表达式。

这让卢普萨斯卡直言，今年将是科学的转折点，人工智能将在 2026 年像 2025 年改变编程一样改变物理学。

研究团队并未止步于此。卢普萨斯卡希望研究人员能够利用人工智能解决理论物理学中最大的难题：调和量子力学和引力。他计划将团队的研究方法扩展到引力子，一种传递引力的假想量子粒子，并找到一种方法，用数学方式描述一种特殊的量子引力，使其即使在高能下也能保持良好的性质，或许在年底前就能实现。

值得注意的是，尽管 ChatGPT 的表现令人震惊，但物理学界保持着清醒的认识。美国理论物理学家兹维·伯恩（Zvi Bern）等学者认为，AI 的革命性在于它能像优秀的程序员一样处理繁重的日常计算和错误检索，但在提出初始科学猜想和解读物理意义方面，人类依然是核心。

格瓦拉则认为，这标志着物理学研究范式的转变，AI 将成为物理学家的常规工具，就像当年的微积分或计算机模拟一样。

1.https://www.science.org/content/article/chatgpt-spits-out-surprising-insight-particle-physics

2.https://arxiv.org/pdf/2602.12176

3.https://news.harvard.edu/gazette/story/2026/02/can-a-chatbot-be-a-co-author/

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