Künstliche Intelligenz als Co-Autor: AI löst langwieriges Physik-Problem
Theoretischer Physiker Andrew Strominger und sein ehemaliger Doktorand Alex Lupsasca, mittlerweile Forscher bei OpenAI, konnten gemeinsam mit David Skinner von der Universität Cambridge und Alfredo Guevara vom Institute for Advanced Study einen langstehenden Beweis in der Teilchenphysik mithilfe eines künstlichen Intelligenz-Systems lösen – und damit einen Meilenstein in der Forschung setzen. Das Problem betraf die sogenannten gluonischen Amplituden, mathematische Größen, die die Wahrscheinlichkeit von Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreiben, den Trägern der starken Wechselwirkung. Seit Jahren vermuteten Physiker, dass bestimmte „single-minus“-Gluon-Amplituden null seien, doch Strominger, Skinner und Guevara vermuteten das Gegenteil. Ihre Berechnungen führten zu komplexen Ausdrücken, die sich nicht vereinfachen ließen – bis sie das interne, leistungsstarke Modell von OpenAI, „Super Chat“, einsetzten. Nach 12 Stunden Rechenzeit lieferte es eine korrekte Lösung, die anschließend von den Wissenschaftlern manuell überprüft und in einem Preprint auf arXiv veröffentlicht wurde: „Single-minus gluon tree amplitudes are nonzero“. Die Arbeit markiert das erste Mal, dass eine bedeutende Entdeckung in der theoretischen Physik durch eine KI-ähnliche Systematik erreicht wurde, ohne dass menschliche Forscher die Lösung bereits vorher kannten. Dabei nutzten die Forscher sowohl die öffentlich verfügbare Version ChatGPT-5.2 Pro als auch die internen, hochleistungsfähigen Modelle von OpenAI. Lupsasca, der zuvor skeptisch war, wurde nach einem erstaunlichen Erfolg mit einer Differentialgleichung zur Magnetfeldstruktur von Pulsaren „AI-pilled“ – ein Begriff, der die tiefgreifende Überzeugung ausdrückt, dass KI eine neue Ära der Forschung einläutet. Sein Wechsel zu OpenAI und die anschließende Zusammenarbeit mit Strominger waren entscheidend für den Durchbruch. Die Entdeckung zeigt, dass KI nicht nur als Werkzeug zur Texterstellung oder Codegenerierung dient, sondern als kollaborativer Partner in der theoretischen Forschung agieren kann. Die Physiker beschrieben das Erlebnis als „beinahe wie mit einem kreativen Kollegen“ zu arbeiten. Der Einsatz von KI in der Wissenschaft wird dadurch nicht nur effizienter, sondern ermöglicht es Forschern, komplexere Probleme anzugehen, die bisher aufgrund ihrer mathematischen Tiefe unzugänglich waren. Industrielle Experten sehen darin eine Transformation: „Dies ist der Beginn einer neuen Ära, in der KI nicht nur unterstützt, sondern aktiv mitdenkt“, sagt ein Forscher aus dem Bereich Quantenfeldtheorie. OpenAI reagiert mit der Initiative „OpenAI for Science“, die spezialisierte Wissenschaftler einstellt, um KI gezielt für mathematische und physikalische Probleme zu trainieren. Für Strominger ist klar: KI ersetzt keine Wissenschaftler, sondern verändert ihre Rolle. „Gute Forscher müssen sich umbauen – und das ist eine Chance, nicht eine Bedrohung.“ Die Zusammenarbeit mit KI wird künftig zur Standardpraxis in der theoretischen Physik.
