Nobelpreisträger und KI lösen ein Jahrzehnt altes physikalisches Rätsel

Nobelpreisträger Giorgio Parisi und der Physiker Francesco Zamponi haben einen Beweis für eine lange ungelöste Identität in der Jamming-Theorie veröffentlicht, wobei eine KI eine entscheidende Erkenntnis lieferte.eurekalert+1
Die Vermutung, die erstmals 2014 identifiziert wurde, zeigte, dass zwei konkurrierende theoretische Rahmenwerke dafür, wie Teilchen in starre Zustände übergehen, zu identischen physikalischen Gesetzen führen.miragenews
Die Autoren gaben an, dass Claude nach etwa 40 Dialogiterationen eine "im Wesentlichen korrekte" erste Idee lieferte, obwohl der Beweis eine umfangreiche menschliche Überprüfung erforderte.eurekalert+1

Eine mathematische Vermutung, die Physiker mehr als zehn Jahre lang vor Rätsel stellte, wurde durch eine ungewöhnliche Zusammenarbeit zwischen zwei theoretischen Physikern und einem KI-System bewiesen. Das am 1. Juli im Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment veröffentlichte Papier dokumentiert, wie Claude von Anthropic eine entscheidende Erkenntnis zum Beweis beisteuerte.eurekalert+1

Ein Problem, das nicht losließ

Der Nobelpreisträger Giorgio Parisi und Francesco Zamponi, beide von der Sapienza-Universität in Rom, identifizierten die rätselhafte Beziehung erstmals im Jahr 2014. Bei der Arbeit an der Physik des Jammings – dem Prozess, bei dem ein flüssigkeitsähnliches System von Teilchen plötzlich starr wird, während es ungeordnet bleibt – bemerkten sie, dass zwei mathematische Parameter ihres Modells, a und b genannt, in numerischen Berechnungen immer eins ergaben. Die Beziehung implizierte, dass ihr theoretischer Rahmen und ein konkurrierender Ansatz, der unabhängig vom französischen Physiker Matthieu Wyart an der EPFL in Lausanne entwickelt wurde, zu identischen physikalischen Gesetzen führten.miragenews+1

Trotz der überwältigenden numerischen Beweise konnte niemand formal beweisen, warum die Identität Bestand hatte. Forscher verbrachten Jahre damit, nach einer tiefen mathematischen Struktur oder einer verborgenen Symmetrie zu suchen, die dies erklären könnte, aber der Beweis entzog sich ihnen. Das Problem verschwand schließlich aus dem Fokus der meisten Forscher – aber nicht aus dem von Parisi. "Es hat ihn wirklich gestört, dass wir es nie geschafft haben, es zu beweisen", erinnerte sich Zamponi.eurekalert

Claudes "im Wesentlichen korrekte" Intuition

Als generative KI-Modelle aufkamen, sah Parisi eine Gelegenheit. Die Physiker wählten Claude, weil es "etwas fortschrittlichere mathematische Denkfähigkeiten zu haben schien", so Zamponi. Sie begannen damit, das Modell zu bitten, numerische Berechnungen zu reproduzieren, die die Gruppe ein Jahrzehnt zuvor entwickelt hatte, um zu testen, wie weit es bei einem echten mathematischen Problem kommen könnte.eurekalert

Nachdem Claude die Ergebnisse erfolgreich reproduziert hatte, folgte die nächste Frage ganz natürlich: Können Sie beweisen, warum a+b gleich eins ist? "Ziemlich schnell kam Claude auf eine erste Idee, die im Wesentlichen korrekt war", sagte Zamponi. Der Beweis enthielt Fehler und erforderte mehrere Runden der Überprüfung und Überarbeitung durch die Autoren, aber die zugrunde liegende Intuition erwies sich als fundiert.miragenews+1

Eine demütigende Antwort

Der vielleicht überraschendste Aspekt war nicht, dass eine KI das Problem löste, sondern was die Lösung enthüllte. Die Physiker hatten lange vermutet, dass der Beweis neue mathematische Strukturen aufdecken würde. Stattdessen sagte Zamponi: "Die Antwort lag direkt vor uns, und wir hatten sie einfach nicht gesehen."eurekalert

Die Arbeit, die in etwa 40 Dialogiterationen mit Claude durchgeführt wurde, stellt einen seltenen dokumentierten Fall dar, in dem ein großes Sprachmodell zu einem begutachteten physikalischen Ergebnis beitrug – und das nicht zuletzt von einem Nobelpreisträger verfasst wurde.facebook+1

Quellen (13)