一位理論物理學家公開發出挑戰，斷言AI無法攻克他過去研究領域中一項懸而未決的難題。Anthropic的研究團隊派出旗下AI模型Claude接下這項挑戰，最終以僅約100至2,000美元的成本，改寫了粒子物理學領域延續數十年的計算紀錄。

一位前物理學家發起的挑戰

這件事的起點是馬特・馮・希佩爾（Matt von Hippel），他曾是理論物理學家，後來轉行成為科學作家。他在自己的部落格上向AI企業發出挑戰，選定的目標來自粒子物理學的一個分支——振幅理論，這個領域專門研究用來預測次原子粒子如何互相作用的公式。

這類稱為散射振幅的公式計算極為複雜，物理學家通常只能採用近似解，也就是在稱為「圈」的複雜度單位處截斷計算——圈數愈多，代表允許的粒子交互作用愈複雜。目前已發表的散射振幅計算大多僅到兩圈為止，能達到三圈的案例屈指可數。就連粒子物理學中最廣為人知的高精度預測之一，所依據的計算也只到五圈而已。

馮・希佩爾提出的挑戰，是要求在一個名為N=4超對稱楊－米爾斯理論的玩具模型中算到九圈。這項理論並非用來描述真實世界，而是假設每個粒子都擁有四個假想的超對稱伴子，這樣的設定雖不切實際，卻讓數學處理更容易進行。正因如此，振幅理論學者常用它來檢驗新的計算技術，之後才將成熟的方法套用到真實世界的問題上。

以兩種獨立方法得出相同結果

Anthropic的兩名物理學家在8月底接下了這項挑戰。他們使用名為Claude（Fable 5.1）的模型，在稱為Claude Science的研究專用環境中執行計算，這個環境為模型提供了結構化的科研工具。他們下達的指令十分簡單：計算九圈下的六粒子振幅，之後只是不斷要求模型繼續推進並定期回報進度。

Claude用兩種不同的方法完成了這道題目。第一種是傳統的「自舉法」，透過不斷比對已知的限制條件，逐步縮小答案的可能形式，直到只剩下唯一解。這部分計算使用Python程式語言搭配SymPy函式庫完成，所需運算量相當於96個處理器核心運轉一週，成本約為100美元（約1萬6,000日圓）。第二種方法則是透過一個稱為「形式因子」的相關量間接求解。若計入運行Claude所需的模型推論時間，一般使用者完成整個任務的總花費約落在1,000至2,000美元之間（約16萬至31萬日圓）。

最終得出的結果包含超過10萬7,000個非零係數，資料分散在8個檔案中，每個檔案都超過100百萬位元組（MB）。

由前紀錄保持者親自驗證

負責驗證這項結果的是蘭斯・迪克森（Lance Dixon），他是SLAC國家加速器實驗室與史丹佛大學的粒子物理學與天文物理學教授，也是這項技術的先驅之一。迪克森本人先前保持著人類研究者的紀錄，曾算到八圈。9月1日接到Anthropic的聯繫後，他花了大約兩週時間進行驗證，方式是將Claude直接算出的九圈振幅，轉換成自己團隊多年來一直使用的形式因子格式。

迪克森指出，這項計算的架構極為精密，任何一個環節出錯都可能導致整個結果崩潰，而其中許多細膩的技術判斷從未在任何論文中完整記錄過，這意味著Claude幾乎得從零開始建構相應的程式碼。在驗證過程中，迪克森得到一個印象：Claude對他團隊2019年與2023年發表的論文的理解程度，可能比除了論文共同作者以外的任何人都更深入。

另外值得一提的是，就在Anthropic聯繫馮・希佩爾幾天之後，位於北京、由宋賀（Song He）帶領的中國科學院團隊，也宣布獨立算出了九圈結果中被稱為「符號」的一部分。宋賀團隊借助AI模型GPT-6協助計算了部分限制條件，但整體計算架構仍由研究人員自行建構。人類專家與AI系統幾乎在同一時間，從不同方向逼近了這道前沿難題。

總結

馮・希佩爾本人對這項結果的評價相對克制：他認為Claude並未發現全新的計算原理，只是用了比以往研究者嘗試過更多的運算資源，執行既有的方法而已。但他也強調，證明一個長期被專家視為「超出學術預算範圍」的問題其實可解，本身就具有重要意義。他特別提到變化的速度令人驚訝：就在今年3月，AI處理物理問題的方式還比較像一名需要大量指導、又頻頻出錯的學生，到了9月，它已經能在幾乎不需要人工介入、只靠「繼續算下去」這樣的指令下，完成一項真正的前沿計算。迪克森則表示，自己對這項結果並不感到不安，因為團隊早已建立起可以驗證任何AI給出候選解的工具體系；但他也坦言，這項結果顯示AI已經確實走進了物理學研究的第一線。

參考來源：[1] https://www.anthropic.com/research/yes-claude-can-do-nine-loops

※以1美元=156日圓換算（截至2026年9月26日） ※縮圖為AI生成的示意圖