【量子位 2026年2月14日讯】基础物理学研究迎来AI赋能的里程碑突破——OpenAI与哈佛、剑桥、普林斯顿联合研究团队发布的预印本论文显示，GPT-5.2 Pro成功猜出核心公式，推翻了粒子物理学界沿用数十年的经典结论：被认为严格为零的“单负”胶子树图振幅，在特定运动学条件下实则非零。这一突破由AI主导公式猜想，经OpenAI内部模型连续12小时证明成立，为粒子物理研究开辟了人机协作的全新范式。
散射振幅作为粒子物理学的核心计算对象，描述粒子碰撞后产生新粒子的量子概率，其计算复杂度随粒子数量呈超指数增长。标准模型中费曼图展开的理论计算虽与实验结果吻合至小数点后14位，但计算过程极为繁琐。最典型的MHV振幅（最大螺旋度违反）问题中，n个胶子的原始费曼图展开涉及n!量级的项，上世纪80年代物理学家Parke和Taylor曾耗时数月手算，最终将100页计算过程压缩为一行闭合表达式。
而当研究聚焦于更极端的“单负”场景——仅1个负螺旋度胶子与n-1个正螺旋度胶子的散射时，学界数十年间普遍遵循Parke和Taylor的结论，认定这类单负树图振幅严格为零。直到一年前，哈佛大学Andrew Strominger教授（曾与霍金合作发表《黑洞熵与软毛发》）发现标准论证中的逻辑漏洞，组建团队手动推导该类振幅。但随着粒子数量增加，计算复杂度呈爆炸式增长：3个粒子仅1项表达式，4个粒子扩展至2项，5个粒子增至8项，6个粒子时表达式已包含32项符号函数乘积组合，团队在论文中直言“显然需要一个更简洁的公式”。
关键时刻，团队与OpenAI展开合作。2025年10月加入OpenAI的黑洞物理学家Alex Lupsasca推动将该难题交由GPT-5.2 Pro处理。研究团队发现，在特殊区域R₁（存在参考系使粒子1频率为负、其余粒子频率为正）中，复杂表达式可大幅简化：6粒子的32项简化为4个因子乘积，5粒子简化为3个因子，这一规律被GPT-5.2 Pro快速捕捉。AI随即提出适用于任意n个粒子的猜想公式： $\left.A{1 \cdots n}\right|{\mathcal{R}{1}}=\frac{1}{2^{n-2}} \prod{m=2}^{n-1}\left(sg{m, m+1}+sg{1,2 \cdots m}\right)$ ，将复杂散射振幅转化为n-2个因子的连乘形式，每个因子仅为两个符号函数之和，取值仅为-1、0或+1。
由于AI无法自行完成数学证明，OpenAI内部一款脚手架模型接手任务，经过连续12小时的集中运算，通过三步论证完成严谨证明：首先证实R₁区域内关键顶角函数V恒为零，进而证明递推关系坍缩为单独一项，最终验证该单项与GPT-5.2 Pro猜想的公式完全等价。研究团队手动核验后确认结论成立，且该公式意外满足Weinberg软定理、循环不变性等多项核心一致性条件，而这些性质从公式表面形式中无法直接推导。
OpenAI科学部门负责人Kevin Weil表示，复杂计算简化为简洁结果的背后，往往隐藏着尚未被理解的物理规律，这一突破为后续研究指明了多个方向。论文显示，单负振幅的构造可直接推广至引力子振幅，存在简单的超对称化方案；在天穹对偶理论框架下，部分扇区的振幅 Mellin变换由Lauricella函数给出，相关延伸成果将在后续工作中发布。值得注意的是，这已是GPT-5.2在基础科学领域的第三个重大贡献，此前它曾独立证明存在45年的埃尔德什数论猜想，并为非线性量子力学与相对论兼容性研究提供核心方法论框架，而此次AI首次主导核心公式的猜想，标志着人机协作从“辅助证明”向“原创发现”的跨越。
随着AI在粒子物理、数学等基础学科领域的深度介入，传统研究模式正被重塑。GPT-5.2凭借超越人类的模式识别与复杂计算能力，破解了人类数十年未能攻克的难题，不仅改写了粒子物理教科书，更证明AI已成为科学探索的核心伙伴。未来，随着AI模型推理能力的持续进化，有望在更多基础科学领域实现突破性发现，加速人类对宇宙本质规律的认知进程。该研究预印本已发布于arXiv平台（论文地址：https://arxiv.org/abs/2602.12176），引发全球物理学界广泛关注与讨论。
