OpenAI GPT-5.2介入物理研讨：冲破教科书中的不成能

2 月 14 日消息，OpenAI 今日宣布，GPT-5.2 在理论物理领域协助推导出一项新的散射振幅结果，并已通过 arXiv 预印本对外公布，正准备向期刊投稿。

这篇预印本论文作者包括来自普林斯顿高等研究院、哈佛大学、剑桥大学、范德堡大学与 OpenAI 的研究者，研究对象为胶子（gluon，是传递夸克之间强相互作用的粒子）相关的散射振幅。

注：散射振幅是粒子物理中用于计算粒子以特定方式发生相互作用概率的关键量。

在胶子体系中，许多树级（tree level，即只保留最简单、无量子环的费曼图）振幅会呈现出令人意外的简洁形式，而这种简化在过去多次揭示了量子场论（量子场论是统一狭义相对论和量子力学的物理学描述框架）中更深层的结构。

该论文聚焦于一个长期以来通常被认为“不存在”的特殊情形：当 n 个胶子中只有 1 个为负螺旋度（helicity，指无质量粒子两种可能自旋取向之一），其余 n−1 个胶子均为正螺旋度时，根据教科书的标准论证，其对应的树级振幅必然为零。

研究指出，上述结论过于武断。标准的论证假设粒子动量是普遍存在的，这意味着粒子的方向和能量并不处于任何特殊的排列或对齐状态。

因此，研究者确定了动量空间中一个特定且精确定义的区域，在该区域内，上述论证不再适用，该区域称之为“半共线（half-collinear）区域”，即胶子动量满足一种不常见但数学上严格定义且自洽的排列或对齐条件。

论文给出的结果是：在这一区域中，相关振幅并不为零，并且作者在一个特定动力学条件下对其进行了计算。OpenAI 表示，这一结果将引出更多后续问题，团队也将进一步研究，包括计算引力子对应的类似振幅。

OpenAI 强调，论文最终给出的核心公式最初由 GPT-5.2 Pro 提出猜想。人类作者首先手工计算了若干整数 n 的情形，最高做到 n=6，并得到了一组非常复杂的表达式。这些表达式对应费曼图展开，其复杂度会随 n 增长呈“超指数级”上升。随后，GPT-5.2 Pro 大幅化简了这些表达式，并给出了更为简洁的形式。在这些基础案例之上，GPT-5.2 Pro 进一步识别出模式，并提出一个对所有 n 都成立的通用公式。

OpenAI 还表示，其内部的一个“带脚手架”的 GPT-5.2 版本只用了大约 12 小时对该问题进行推理，就得出了相同的公式，并生成了形式化证明。该公式随后被解析验证，确认其满足 Berends–Giele 递归关系（这是从较小构件逐步构造多粒子树级振幅的标准方法）。该结果也通过了软定理（soft theorem）的检验，即当某个粒子动量趋于“软”（soft）极限时，振幅应满足的约束。

OpenAI 称，在 GPT-5.2 的帮助下，这些振幅结果已经从胶子推广到引力子，更多泛化结果也正在推进，并将于后续另行报告。