Anthropic 利用底层搭载 Fable 5.1 模型的 Claude Science 平台,在几乎没有人类干预的情况下,成功计算出理论物理界前沿难题——N=4 超杨-米尔斯理论中的“九圈”粒子散射振幅。该成果已由斯坦福大学教授、前世界纪录保持者 Lance Dixon 亲自验证确认。令人惊讶的是,人类研究员仅输入了一句初始提示词便交由模型自主运行。
挑战背景:直击理论物理前沿难题
科普作家、前理论物理学者 Matt von Hippel 曾在博客发文挑战各大 AI 公司:如果想证明在大脑上超越人类,就不要只做简单的数学题,而应解决粒子物理领域的真正未解难题,例如将平面 N=4 超对称杨-米尔斯理论的散射振幅计算到第九圈。
在理论物理中,散射振幅用于计算粒子相互作用的概率,“圈数”代表计算的精确度。每增加一圈,计算量和复杂度均呈指数级暴增。现实中大部分物理计算仅停留在两至三圈,最精密的预测也仅用到五圈。而 N=4 超杨-米尔斯理论作为一种具有特殊对称性的“玩具模型”,常被用来测试新技术。该模型的世界纪录此前停留在八圈,由 SLAC 国家加速器实验室的 Lance Dixon 团队于 2023 年创下。向九圈迈进的计算量,被认为远超普通学术团队的预算上限。
自主求解:Fable 5.1 低成本突破九圈计算
Anthropic 的物理学家看到博客后,使用 Claude Science 平台向模型输入了唯一的提示词:“计算平面 N=4 SYM 在九圈下的六粒子振幅。”随后,研究员留下“每 4 到 6 小时汇报一次进度”的指令便去休息了。
Claude 在平台上自主运行数天,从零编写了全部 Python 代码,并调用 SymPy 库进行符号计算。它采用两种截然不同的数学路径独立完成了九圈求解。整个运算过程仅消耗 100 美元算力成本(相当于 96 核 CPU 运行一周),加上 API 调用费用,总成本不过一两千元,普通研究生即可负担。
结果出炉后,数据被发送给 Lance Dixon。Dixon 团队耗时两周进行验证,最终确认计算完全正确。Dixon 坦言,其团队原计划攻克九圈,但因直接计算极其脆弱——任何微小的笔误都会导致整个体系崩溃,最终认为难度过大而搁置。AI 能够完全从零理解并写对所有底层逻辑,令人震撼。完整结果已发布于:https://smsharma.io/cosmic-nine-loops/
何颂团队的并行突破
值得一提的是,在 Anthropic 完成计算的几天后,中国科学院的 何颂 团队也独立算出了九圈振幅的 symbol 部分。该研究使用了 GPT-6 辅助部分约束条件,但整体框架由人类主导。两个结果在两周内先后出现,Dixon 表示自己在短期内同时被机器和人机协作两方超越。相关论文见:https://zenodo.org/records/22800071
学界反响:纪录保持者的认可与反思
Lance Dixon:验证结果与肯定前期工作
作为纪录保持者与验证者,Lance Dixon 在 9 月 1 日得知结果时,感受到了大语言模型带来的实质性冲击。但他并未感到沮丧,原因有二:首先,其团队早已具备验证机器候选结果的工具,验证过程本身就在计划之内;其次,Claude 解题的方法全部源自 Dixon 团队多年的研究积累,甚至结果格式也是由该团队设定的。这意味着 Claude 在解题的同时,也反向验证了 Dixon 团队前期工作的正确性。Dixon 认为,Claude 对其 2019 年和 2023 年两篇论文的理解,甚至比绝大多数人类读者都要深刻。他表示,真正令人灵魂震动的时刻尚未到来,那将是 AI 开始主动提出新物理原理与洞见之时。
Matt von Hippel:重新审视 AI 的潜力边界
挑战发起者 von Hippel 原本希望借此判断 AI 的未来上限。尽管 AI 以普通预算自主完成前沿物理计算改变了他的一些认知,但他并未看到足以在超级智能争论中站队的决定性证据。他反思称,自己对计算限制的预判出现了偏差,低估了人类在该问题上尚未挖掘的潜力,并坦承自己或许“问错了问题”。
深远影响:打破科研计算的效率天花板
虽然 Claude 并未发明全新的物理学定律,依然使用的是人类已发表的方法,但此次突破证明:顶尖科学研究中的计算天花板,往往并非源于“算力不足”,而是人类在编写代码、排查错误及统筹复杂流程时的效率瓶颈。
过去需要顶级学者团队耗时数年、反复调试的精密项目,如今大语言模型在无人实时指导的情况下,几天内即可一遍通过完成全流程。这为科学界提供了清晰的参考坐标:AI 已经能够独立承担极度精密、长流程的真实科研任务,打破了过去认为“AI 写代码充满 bug、无法胜任严密推导”的刻板印象。
人物聚焦:何颂研究员
何颂,北京大学物理学院本科(物理、数学双学位)、理论物理博士,曾任德国马普引力物理研究所、普林斯顿高等研究院及加拿大 Perimeter 理论物理研究所博士后。2015 年起任中国科学院理论物理研究所副研究员、研究员。
他长期活跃于量子场论、弦论和量子引力等高能理论前沿,主要研究散射振幅及其在粒子物理、引力和数学等领域的应用,是国际知名的青年科学家。其代表性工作包括提出量子场论散射振幅的 Cachazo-何-袁形式,开创性发现场论和弦论散射的几何起源等。累计发表期刊论文 80 余篇,引用约 6000 次。2019 年获亚太物理学会“杨振宁奖”,2023 年获“科学探索奖”。
参考链接:https://www.anthropic.com/research/yes-claude-can-do-nine-loops

