Физики при помощи ИИ распутали десятилетний математический узел

12

Проблема была упрямой.

Она лежала без движения и молчала на протяжении десяти лет. Два физика из Рима — обладатель Нобелевской премии Джорджо Паризи и Франческо Зампони — решили взглянуть на неё ещё раз. Не потому, что ожидали чуда, а потому, что математика не давала им покоя.

Они называют это явление джаммингом (перегрузкой системы).

Что такое джамминг?

Представьте собой бильярдный стол.

Начните запускать по нему шары. Сначала они свободно катятся, разбросанные и независимые. Добавьте ещё. Шары начинают сталкиваться. Упаковка становится плотнее. В конце концов, места для движения не остаётся. Вся система «замораживается». Жёсткая. Неупорядоченная. Запертая.

Вот что такое джамминг.

В 2014 году Паризи, Зампони и их команда разработали математическое описание этого состояния. Они нашли численные решения, безусловно, но две переменные — $a$ и $b$ — вели себя странно. Их сумма всегда равнялась единице.

$a + b = 1$

Почему?

Никто не знал. В то время это не имело теоретического смысла. Это их «беспокоило», как выразился Зампони. Просто беспокоило нестыковка между тем, что показывали цифры, и тем, что не удавалось охватить строгим доказательством.

Другие физики тоже пытались решить задачу. Маттьё Вьяр из EPFL подошёл к ней совершенно с другой стороны и получил ту же сумму. Тот же результат, другой путь. Это подразумевало, что существуют скрытые физические концепции, связывающие их работы, — концепции, которые оставались неуловимыми.

И файл ушёл в архив. На десять лет.

Промпт

Паризи пришла в голову мысль. Возможно, человеческая интуиция упирается в стену, которую что-то другое сможет перелезть.

Он обратился к ИИ Claude от компании Anthropic.

Подход был простым, почти грубым в своей прямоте. Паризи попросил модель воспроизвести их результаты 2014 года. Она справилась. Затем он попросил её доказать сумму.

$40$ промптов.

И всё. Через сорок попыток Claude выдал аналитическое решение, которое выдержало проверку.

Зампони изучал результат в самолёте, щурясь против света и разглядывая файл LaTeX на движущемся кресле. «Когда я начал читать… стало сразу очевидно, что основная хитрость верна», — сказал он позже. Смена перспективы произошла мгновенно. Идея была крепкой, даже если первоначальный черновик требовал шлифовки и исправления шероховатостей.

Решение не было каким-то далёким сложным абстрактным конструктом, требующим новых законов физики. Оно пряталось внутри существующих уравнений. Всё это время.

Это смирительно. Ответ был предельно нагляден, если у вас были правильные глаза — или правильный алгоритм — чтобы заметить закономерность.

Машина или магия?

Зампони размышляет, мог ли чистый математик увидеть это без машины. Вероятно, да. Но в этом и суть. Они — физики. Не специалисты по этим конкретным формальным структурам. ИИ предоставил «мгновенный доступ» к набору навыков, которых у них в голове не было.

Была ли это креативностью?
Или просто поиском совпадений по горам обучающих данных?

Не имеет значения, говорит он. Они не видели пути. А ИИ — увидел.

Реальное изменение заключается не просто в решении этого конкретного уравнения. Это новая модель сотрудничества. ИИ здесь не заменяет человека; он берет на себя рутину, позволяя человеку сосредоточиться на концепции.

Зампони уже перешел к новой головоломке, связанной со случайными жёсткими гиперсферами. Генерация кода? Быстрая. Оптимизированная ботом. Но идеи — концептуальная тяжелая работа — всё ещё исходят от него.

Человеческое руководство остаётся незаменимым.

По крайней мере, пока. Мы ещё выясняем, кто и что вносит в этот стол.