Claude חישב אמפליטודה בתשע לולאות: אתגר הפיזיקאי הושלם בתוך חודש

Anthropic פרסמה ב-25 בספטמבר פוסט אורח של הפיזיקאי וכותב המדע מאט פון היפל. בו הוא מתאר כיצד Claude חישב אמפליטודת פיזור של שישה חלקיקים בתשע לולאות בתורת N=4 סופר יאנג-מילס, הבעיה שהוא עצמו הציג באוגוסט כאתגר פומבי.

מהי אמפליטודה ומהי לולאה

אמפליטודות פיזור הן נוסחאות שמאפשרות לפיזיקאים לחשב את הסבירות שחלקיקים תת-אטומיים יגיבו זה לזה. את התוצאות משווים לניסויים, למשל לנתוני מאיץ LHC; אי-התאמה עשויה להצביע על תיאוריה חדשה, ובהן כזו שתסביר חומר אפל.

נוסחאות מדויקות כל כך קשות לחישוב, עד שהחישוב נחתך במספר מסוים של „לולאות“, שמראה עד כמה מורכבות האינטראקציות. יותר לולאות פירושן תשובה מדויקת יותר וחישוב יקר בהרבה. רוב האמפליטודות ידועות רק עד שתי לולאות, ומעטות עד שלוש.

אתגר שהושלם בתוך חודש

פון היפל רצה מבחן אחד קונקרטי: שמודל LLM יפתור בעיה שנראתה בלתי מושגת לא מחוסר רעיונות, אלא מחוסר בכוח חישוב שעומד לרשות חוקרים באקדמיה. הוא הציע לחברות AI להגיע לתשע לולאות בתורת N=4 יאנג-מילס במשאבי מחשוב בקנה מידה אקדמי.

הפיזיקאים של Anthropic, ליאם פיצפטריק וסידהרת מישרה-שארמה, נענו לאתגר. N=4 סופר יאנג-מילס היא תורת צעצוע: היא אינה מסבירה דבר בעולם האמיתי, אך משמשת לבחינת שיטות, משום שקל יותר לחשב בה. בסוף אוגוסט הם יצרו קשר עם פון היפל ועבדו עם Fable 5.1 בפלטפורמת Claude Science.

Claude קיבל משימה אחת: לחשב אמפליטודה של שישה חלקיקים ב-N=4 SYM מישורי בתשע לולאות. לאחר מכן בעיקר אמרו לו להמשיך: „אני הולך לישון… תמשיך לעבוד על זה עד שאומר לך לעצור“.

החישוב הושלם בשתי דרכים: בשיטת הבוטסטרפ ובאמצעות פקטור צורה. כל אחת מהן הייתה עולה כאלף עד אלפיים דולר. חישוב הבוטסטרפ, ב-Python עם חבילת SymPy, עלה כ-100 דולר, שהם שבוע עבודה של 96 מעבדים.

הבדיקה ומשמעות התוצאה

את התוצאה אימת באופן בלתי תלוי פרופ' לאנס דיקסון מ-SLAC ואוניברסיטת סטנפורד. לדבריו המתכון החישובי שברירי: טעות אחת והוא „קורס כמו סופלה שנכשל“. כעבור ימים אחדים דיווחה קבוצתו של סונג הה מהאקדמיה הסינית למדעים על תוצאה מקבילה בתשע לולאות, בעזרת AI חלקית.

מסקנתו של פון היפל: Claude השתמש בשיטות מוכרות ולא גילה עיקרון פיזיקלי חדש, ובעיות כאלה נגישות יותר מכפי שהמומחים מניחים. Anthropic שילמה לו על הפוסט.