GPT-5.2 在理论物理学中推导出新结果
GPT-5.2 确认非零胶子树振幅
OpenAI 与来自 Institute for Advanced Study、Vanderbilt University、University of Cambridge 和 Harvard University 的研究团队展示了 GPT-5.2 能够在理论物理学中推导出新结果。具体而言，团队发表了一篇题为 “Single-minus gluon tree amplitudes are nonzero” 的预印本，证明了涉及胶子——携带强核力的粒子——的某些粒子相互作用在特定条件下是可能的，而此前人们认为这些相互作用不存在。
技术发现：半共线区间
理论物理学家使用散射振幅来计算粒子相互作用的概率。对于胶子而言，许多 “树层级” 振幅（不包含量子环路的计算）出人意料地简单。
历史上，标准教材的论证指出，如果一个胶子具有负螺旋（两种可能的自旋取向之一），而其余 $n - 1$ 个胶子具有正螺旋，则树层级振幅必须为零。该结论基于对通用粒子动量的假设，即方向和能量不处于特殊对齐状态。
研究确定了动量空间中一个特定且数学上定义明确的切片，称为 half-collinear regime。在该区间，胶子动量满足一种特殊的对齐条件，振幅不再为零。此发现为进一步研究打开了新途径，包括计算引力子——介导引力的粒子——的类似振幅。
AI 辅助的方法论与推导
GPT-5.2 Pro 与一个支撑版的 GPT-5.2 在通过多步骤过程推导出最终公式（预印本中的 Eq. 39）中发挥了关键作用：
- Complexity Reduction：人类作者首先手动计算了整数 $n$（最高至 $n = 6$）的振幅。这些来源于费曼图展开的表达式极其复杂，呈超指数增长。GPT-5.2 Pro 将这些表达式的复杂度降低为更简洁的形式。
- Pattern Recognition：基于这些简化后的基础案例，GPT-5.2 Pro 发现了一个模式，并猜想出一个对所有 $n$ 均有效的公式。
- Formal Proof：内部的支撑版 GPT-5.2 花费约 12 小时对问题进行推理，生成了该公式有效性的形式化证明。
- Analytical Verification：使用 Berends-Giele recursion relation（构建多粒子树振幅的方法）对得到的方程进行验证，并与 soft theorem（描述粒子变软时振幅行为的定理）进行对照检查。
专家对 AI 辅助科学的观点
外部物理学教授强调了该结果作为未来科学发现模板的重要性。
“这些高度简并散射过程的物理一直是我自大约十五年前首次接触它们时就感兴趣的课题，因此看到本文中惊人简洁的表达式令人振奋。”
“对我而言，‘寻找一个简洁公式’一直是繁琐的工作，我也长期认为这可能可以由计算机自动化完成。”
— Nima Arkani-Hamed, Professor of Physics, Institute for Advanced Study
“这显然是达到期刊水平的研究，推动了理论物理前沿，其新颖性将激励未来的发展和后续出版物。这篇预印本让人感受到 AI 辅助科学的未来前景，物理学家与 AI 携手生成并验证新见解。”
— Nathaniel Craig, Professor of Physics, University of California, Santa Barbara (UCSB)