在原子核內部，質子和中子緊緊貼在一起，這全靠一種被稱爲強核力的力量。傳遞這種力量的媒介粒子叫做膠子（Gluon）。顧名思義，它們就像膠水一樣，將夸克粘合成質子和中子，也將原子核牢牢束縛住。
膠子不僅在飛速運動，還在不停地自旋。物理學家用螺旋性（Helicity）來描述這種自旋方向。正螺旋（Plus-helicity）像右撇子投出的橄欖球，旋轉方向與運動方向一致；負螺旋（Minus-helicity）像左撇子投出的球，旋轉方向與運動方向相反。
在量子物理中，科學家通過 “散射振幅” 來計算粒子相互作用的概率。四十年來，教科書式的結論深入人心：在簡單的膠子碰撞中，如果只有一個膠子是“負螺旋”，其他全是“正螺旋”，那麼這種碰撞發生的概率必然爲零。
但近期由哈佛大學、劍橋大學、範德堡大學等頂尖機構與 OpenAI 合作發表的成果，不僅推翻了這一“常識”，更展示了 AI 在處理極高難度理論物理問題上的潛力。
他們證明，如果這些粒子在特定空間內以幾乎平行的“半共線”方向運動，這個概率其實並不爲零。而且存在一個對任意粒子數都成立的超級簡潔公式。這個公式，先由公開版 ChatGPT-5.2 Pro 猜出，再由 OpenAI 內部一個加強模型證明，最後由人類專家手工驗證通過，相關預印本已發佈於 arXiv。
（來源：arXiv）
大約一年前，由哈佛大學安德魯·斯特羅明格（Andrew Strominger）和範德堡大學亞歷克斯·盧普薩斯卡（Alex Lupsasca）等領銜的團隊發現了一個被忽視的可能。
研究人員發現，在一種特殊的物理環境，即克萊因空間下，如果所有粒子都朝着幾乎完全相同的方向運動，那麼單個負螺旋性的膠子就可以與其他正螺旋性的膠子發生相互作用。這意味着，物理學家之前認爲不可能發生的交互過程，在特定條件下不僅可能，而且在質子和中子的內部深處或許扮演着某種未知的角色。
雖然理論上找到了漏洞，但證明過程極其繁瑣且耗時。起初，研究人員嘗試用傳統的數學遞歸方法進行推導。當計算 3 個或 4 個粒子的碰撞時，公式還算簡潔。當粒子數量增加到 6 個時，得出的數學表達式變得極其雜亂，包含了多達 32 個複雜的項，根本無法實際應用。
參與研究的阿爾弗雷多·格瓦拉（Alfredo Guevara）表示，他們花了幾個月的時間進行手工計算，雖然發現了一些模式，但最終得到的公式就像是一團亂麻，根本無法得出一個普適於任意數量粒子的簡潔結論。
就在研究陷入僵局時，盧普薩斯卡加入了新成立的 OpenAI 科學團隊（OpenAI for Science），其任務是提高 ChatGPT 的科學能力。他聯繫了他的研究生導師斯特羅明格，發現這個膠子問題將是一個完美的測試對象。
圖 | 阿爾弗雷多·格瓦拉（左起）、安德魯·斯特羅明格和大衛·斯金納（來源：The Harvard Gazette）
在對模型進行了一些初步探索後，理論學家們要求 OpenAI 當時最新、最先進的公開模型 ChatGPT-5.2 Pro 簡化四個膠子的表達式，結果模型僅用了約 20 分鐘就完成了任務。
接着，他們要求模型處理五個、六個膠子。GPT-5.2 Pro 成功地將 32 項的和縮減爲僅有幾項的積，全部顯示在一行文本中。最後，小組要求它猜測任意數量粒子的通用公式。這一次，它在一兩分鐘內就給出了回覆，並稱其爲“顯而易見”的通用公式。
爲了徹底排除“AI 幻覺”的可能性，團隊使用了 OpenAI 正在開發的內部模型（SuperChat）對該公式進行邏輯證明。在經過 12 小時的深度處理後，該模型生成了一份極其詳盡的數學證明。經過物理學家的人工覈對，這份證明完全符合邏輯，準確無誤地證實了單負膠子振幅在半共線區域確實存在一個簡潔的、分段常數的表達式。
這讓盧普薩斯卡直言，今年將是科學的轉折點，人工智能將在 2026 年像 2025 年改變編程一樣改變物理學。
研究團隊並未止步於此。盧普薩斯卡希望研究人員能夠利用人工智能解決理論物理學中最大的難題：調和量子力學和引力。他計劃將團隊的研究方法擴展到引力子，一種傳遞引力的假想量子粒子，並找到一種方法，用數學方式描述一種特殊的量子引力，使其即使在高能下也能保持良好的性質，或許在年底前就能實現。
值得注意的是，儘管 ChatGPT 的表現令人震驚，但物理學界保持着清醒的認識。美國理論物理學家茲維·伯恩（Zvi Bern）等學者認爲，AI 的革命性在於它能像優秀的程序員一樣處理繁重的日常計算和錯誤檢索，但在提出初始科學猜想和解讀物理意義方面，人類依然是核心。
格瓦拉則認爲，這標誌着物理學研究範式的轉變，AI 將成爲物理學家的常規工具，就像當年的微積分或計算機模擬一樣。
參考鏈接：
1.https://www.science.org/content/article/chatgpt-spits-out-surprising-insight-particle-physics
2.https://arxiv.org/pdf/2602.12176
3.https://news.harvard.edu/gazette/story/2026/02/can-a-chatbot-be-a-co-author/
運營/排版：何晨龍
