Claude рассчитал девятый петлевой порядок амплитуды рассеяния шести частиц в планарной суперсимметричной теории Янга-Миллса N=4. Это задача из квантовой физики, где каждый новый уровень требует учитывать растущее число взаимодействий между частицами. Ранее исследователи ограничились восьмым порядком. Claude несколько дней работал почти без помощи, написал программный код и проверил результат двумя независимыми способами.
Амплитуда рассеяния показывает вероятность поведения частиц при столкновении. Квантовая теория описывает множество промежуточных процессов, поэтому точный расчёт строят пошагово. Эти этапы называют петлевыми порядками: чем выше порядок, тем больше квантовых поправок нужно учесть и тем быстрее растёт вычислительная сложность.
В практических задачах физики обычно ограничиваются первым, вторым или третьим петлевыми порядками. Девятый порядок далеко за пределами стандартных вычислений даже в теории, математическая структура которой проще большинства реальных моделей.
Claude работал с суперсимметричной теорией Янга-Миллса N=4. Эта модель не описывает электроны, протоны или другие наблюдаемые частицы. Физики используют её как математическую площадку для изучения фундаментальных свойств квантовых полей и разработки методов, применимых к более реалистичным теориям.
Восьмой петлевой порядок получили в 2023 году через форм-фактор — математическую величину, связанную с амплитудой. Форм-фактор описывает, как определённый оператор квантовой теории взаимодействует с частицами. Специальное соответствие позволило восстановить из него нужную амплитуду.
Anthropic использовала Claude 3.5 Sonnet и среду Claude Science, которая даёт ИИ время на длительную работу над одной задачей, запуск программ, анализ результатов и исправление ошибок. Такой режим работает как ИИ-агент: человек задаёт цель, система разбивает её на шаги и выполняет их.
Специалисты Anthropic сформулировали задачу просто: вычислить амплитуду рассеяния шести частиц в планарной теории Янга-Миллса N=4 на девятом петлевом порядке. После запуска Claude в основном требовали продолжать и докладывать о ходе работы. Модель сама разработала программу и довела вычисления до конца.
Claude применил два известных физикам метода. Первый — бутстрэппинг: начинается с большого набора математически допустимых вариантов, затем известные физические и математические ограничения исключают неподходящие. В конце остаётся структура, удовлетворяющая всем условиям.
Второй метод: Claude рассчитал форм-фактор отдельно, потом восстановил амплитуду через известное математическое соответствие. Совпадение результатов двумя путями стало основной проверкой правильности.
Claude написал программу на Python с библиотекой SymPy для символьной математики. Символьные вычисления работают с самими формулами, а не с конкретными числами. Это важно, когда нужна точная математическая структура результата.
Вычисления заняли примерно неделю на системе с 96 ядрами и потребовали около $100 вычислительных ресурсов. Работа самой языковой модели обошлась дороже: каждый вариант решения стоил примерно $1000–2000 для обычного пользователя.
Авторы опубликовали полный набор данных, контрольные значения и описание проверок. Программа успешно пересчитала уже известный восьмипетлевой результат. При сравнении тысячи случайно выбранных коэффициентов значения совпали с предыдущими опубликованными вычислениями.
Программный код для расчётов авторы не опубликовали. У результата есть и другое ограничение: полную амплитуду рассчитали только один раз. Второго независимого вычисления с нуля пока нет, хотя отдельные части проверили несколькими способами.
Параллельно другая группа исследователей тоже достигла девятого петлевого порядка. Учёные опубликовали символьную часть амплитуды и использовали ИИ для расчёта отдельных ограничений, но общую схему разработали люди.
Эксперимент Anthropic не показывает, что ИИ придумал новую физическую теорию или найденный ранее неизвестный метод. Claude использовал существующие математические подходы и обычные вычислительные ресурсы. Необычным была степень самостоятельности: модель собрала длинную цепочку сложных вычислений, написала код, находила ошибки и довела задачу до проверяемого результата с минимальным участием специалиста.
