Математическата хипотеза, която от 2014 г. насам оставяше физиците в безизходица, беше доказана благодарение на неочакваното сътрудничество между двама теоретични физици и система за изкуствен интелект. В статия в списанието „Journal of Statistical Mechanics“ се описва как моделът Claude на компанията Anthropic помогна да се намери ключовата идея за доказателството, като за това бяха необходими само няколко часа.
Във физиката на сложните системи съществува явление, наречено „джеминг“ (jamming). То описва как насипни или течни среди внезапно стават твърди, запазвайки хаотичността си. През 2014 г. нобеловият лауреат Джорджо Паризи и неговият колега Франческо Дзампони забелязаха удивителна закономерност: двата параметъра на модела, a и b, при числените изчисления винаги даваха резултат единица. Но защо това е така — остана загадка в продължение на цяло десетилетие.
Паризи и Дзампони, както и независимо от тях френският физик Матьо Вияр, предложиха свои хипотези, обясняващи тази закономерност. И двата подхода сочеха към някакви общи физични закони, но математическата връзка между тях оставаше неочевидна. Числените симулации упорито показваха, че a + b = 1, но аналитично доказателство липсваше.
Избирайки като инструмент модела Claude на компанията Anthropic, физиците накараха невронната мрежа първо да възпроизведе старите изчисления. Когато ИИ се справи с това, те му възложиха да докаже защо a + b = 1? Почти мигновено Claude изведе работеща хипотеза.
Първата версия на доказателството е съдържала грешки, пише EurekAlert. Бяха необходими няколко кръга на проверка и корекции, но посоката беше намерена. И тук учените бяха изненадани: десетилетия наред те търсеха дълбок математически смисъл, нова симетрия или скрита структура на уравненията. Вместо това Claude показа, че доказателството е било буквално на повърхността.
„Отговорът беше точно пред нас“, признава Зампони, „но ние просто не го виждахме“.
Същността на решението е, че Claude забеляза, че параметрите 𝑎 и 𝑏 не са свързани с някаква дълбока скрита симетрия, а са просто два начина за изчисляване на една и съща величина в модела на така нареченото „задръстване“. В първоначалната теория на Паризи–Зампони тази величина описва, грубо казано, „излишната твърдост“ на системата при прехода от течно състояние към заклещване, а във формализма на Виар — същата физическа характеристика, но изразена чрез други променливи. Идеята на Claude, съдейки по описанията, се свежда до това да пренапише формулите на двете теории в общ набор от променливи и да покаже, че приносът, който едната школа нарича 𝑎, в другата формула просто се превръща в 1−𝑏, така че 𝑎+𝑏 автоматично е равно на 1 — това е еднозначност, произтичаща от избраната нормализация, а не от нов закон на природата.
С други думи, Claude фактически доказа, че двете конкуриращи се „линии“ върху един и същ отрязък от твърдостта на системата просто са го маркирали от различни страни, поради което сумата на „дяловете“ винаги дава цяло число и там няма никаква скрита структура.
Изглежда, че в научните изследвания настъпва промяна на парадигмата. Решаването на най-сложните задачи и анализът на огромни обеми данни често се оказват недостъпни за хората поради когнитивни изкривявания, и сега на помощ идват невронните мрежи. Както отбелязват самите учени, ако не беше Claude, тази загадка можеше да чака своето решение още дълги години.