Физик бросил вызов ИИ-компаниям, и Claude решил задачу по физике за месяц
Физик и научный писатель Мэтт фон Хиппель предложил ИИ-компаниям решить сложную вычислительную задачу из теоретической физики. Через месяц Anthropic сообщила, что Claude справился с расчётом амплитуды рассеяния в модели N=4 суперсимметричной теории Янга — Миллса до девяти петель.
- Мэтт фон Хиппель предложил ИИ-компаниям решить задачу из физики элементарных частиц на академических вычислительных ресурсах.
- Anthropic выбрала задачу расчёта амплитуды рассеяния в N=4 супер Янга — Миллса до девяти петель.
- Claude справился с задачей через месяц после публикации вызова.
Физик и научный писатель Мэтт фон Хиппель опубликовал гостевой пост в блоге Anthropic, в котором рассказал, как бросил вызов ИИ-компаниям. Он предложил им решить задачу из его бывшей области — теоретической физики элементарных частиц, а именно из амплитудологии. Вызов был принят, и через месяц Anthropic сообщила, что Claude справился с задачей.
Фон Хиппель хотел проверить, сможет ли LLM продвинуться в чём-то, что он сам хорошо знает и что считает вычислительно сложным. Он отметил, что прогресс в математике впечатляет, но там идеи могут быть найдены неожиданно, а вычисления кажутся более надёжным критерием. Он предложил задачу, которая кажется недостижимой не из-за отсутствия принципиального понимания, а из-за нехватки вычислительных ресурсов у исследователей.
В своём вызове он написал: «Если ИИ-компании хотят впечатлить таких людей, как я (или напугать нас), им нужно взяться за мою старую область. Покажите, что ИИ может взять те вычислительные ресурсы, которые доступны академическому исследователю, и решить одну из крупных нерешённых проблем в области амплитуд рассеяния. Покажите, что вычислительный предел, который все считали проблемой, на самом деле не имеет значения. Дайте нам N=8 супергравитацию до семи петель или N=4 супер Янга — Миллса до девяти петель».
Anthropic выбрала задачу для модели N=4 суперсимметричной теории Янга — Миллса. Эта теория не описывает реальный мир, но используется физиками для отработки методов расчёта. Фон Хиппель объясняет, что амплитуды рассеяния — это формулы, позволяющие предсказывать вероятности реакций частиц. Чем больше петель учитывается в расчёте, тем точнее результат, но тем сложнее вычисления. Обычно амплитуды рассчитывают до двух петель, некоторые — до трёх, а самый точный известный расчёт использовал пять петель.
Для решения задачи используется метод бутстрапа, который, по словам фон Хиппеля, оказался «причудливо хорошо подходящим для ИИ». Вместо перебора всех возможных взаимодействий частиц нужно примерно знать, как должен выглядеть ответ, и затем проверять известные ограничения, правила и связи с другими задачами. Это похоже на судоку, где вы начинаете с сетки со всеми возможными числами и вычёркиваете их по мере решения.
Фон Хиппель получил степень PhD, помогая рассчитывать амплитуду на трёх петлях, и видел расчёты до семи петель. Профессор Лэнс Диксон из Национальной ускорительной лаборатории SLAC несколько лет назад смог рассчитать восемь петель. Теперь Claude, по словам Anthropic, достиг девяти петель.
Для профиТехнические детали: архитектура, цифры, ссылки
Задача относится к области амплитудологии — разделу теоретической физики, изучающему расчёт амплитуд рассеяния. Модель N=4 супер Янга — Миллса содержит четыре суперсимметричных партнёра для каждой частицы, что делает теорию нереалистичной, но удобной для отработки методов благодаря упрощённым вычислениям.
Метод бутстрапа, использованный для расчёта, не требует полного перебора взаимодействий. Вместо этого задаётся предполагаемая форма ответа, которая затем уточняется с помощью известных правил, предсказаний других методов и связей с более простыми задачами. Этот подход хорошо ложится на возможности LLM.
Ранее рекордным был расчёт на восемь петель, выполненный группой под руководством Лэнса Диксона из SLAC. Достижение девяти петель означает, что Claude смог превзойти этот результат, используя вычислительные ресурсы, доступные академическому исследователю.
Вопросы и ответы
- Что именно сделал Claude?
- Claude рассчитал амплитуду рассеяния в модели N=4 суперсимметричной теории Янга — Миллса до девяти петель, превзойдя предыдущий результат в восемь петель.
- Почему эта задача считается сложной?
- Расчёт амплитуд рассеяния требует огромных вычислительных ресурсов, и обычно физики ограничиваются двумя-тремя петлями. Девять петель — это значительно более сложный расчёт.
- Кто такой Мэтт фон Хиппель?
- Мэтт фон Хиппель — физик и научный писатель, бывший теоретик, который бросил вызов ИИ-компаниям, предложив решить задачу из его бывшей области — амплитудологии.
