Anthropic은 9월 25일 연구 게시물을 통해 자사 물리학자 Liam Fitzpatrick과 Siddharth Mishra-Sharma 두 사람이 Claude를 이용해 이론물리학 계산 하나를 완성했다고 밝혔다. 평면 N=4 초대칭 양-밀스 이론에서 6입자 산란 진폭의 9루프 결과다. 이전 기록은 8루프로, 2023년 SLAC 국립가속기연구소와 스탠퍼드대의 Lance Dixon 등이 세운 바 있다.
이 글을 쓴 사람은 Matt von Hippel이다. 그는 예전에 이론물리학을 연구했고 지금은 자신의 블로그 4gravitons에서 진폭 물리학을 다루는 과학 저술가다. 이번 계산은 그가 던진 도전 과제에서 시작됐다. 학자 한 명이 갖고 있을 법한 수준의 계산 자원으로 AI가 산란 진폭 분야의 미해결 난제를 풀 수 있음을 증명해 보라는 것이었다. 그는 구체적으로 두 가지 목표를 제시했는데, N=8 초중력 이론을 7루프까지 계산하거나 N=4 초양-밀스 이론을 9루프까지 계산하는 것이었다.
어떻게 계산했나
두 사람은 Anthropic의 Claude Science 플랫폼을 사용했고, 기반 모델은 Fable 5.1이었다. 코드는 파이썬으로 작성했고, 기호 연산은 SymPy 패키지를 이용했다.
계산은 두 갈래로 진행됐다. 하나는 이 분야에 이미 있던 부트스트랩 방법으로, 진폭이 만족해야 할 여러 제약 조건을 먼저 세운 뒤 풀어내는 방식이다. 다른 하나는 Dixon이 2023년에 썼던 간접 form factor 방법이다. 두 경로의 결과는 일치했다. 프로젝트 전체 비용은 총 1000~2000달러 정도였고, 그중 일부 계산은 CPU 96개로 약 일주일간 돌아갔다.
글에 따르면 Claude는 과정 대부분을 거의 스스로 처리했고, 사람이 내린 지시는 "Keep working on this until I tell you to stop(멈추라고 할 때까지 계속 진행하라)" 같은 단순한 것뿐이었다. Dixon은 이후 이 결과를 독자적으로 검증했다. 그는 이런 종류의 계산이 매우 취약하다고 설명한다. 어느 한 단계라도 틀리면 전체 결과가 부풀지 못한 수플레처럼 주저앉아 버린다는 것이다.
"거대 언어 모델이 이 복잡한 레시피의 모든 단계를 끝까지 실행해냈다는 건, 제 생각엔 상당한 쾌거입니다."
해내지 못한 부분
글은 한계에 대해서도 솔직하게 적었다. Claude가 쓴 것은 전부 이미 알려진 방법이었고, 새로운 물리 원리를 제시하지는 않았다. 8루프를 넘어선 것은 더 나은 소프트웨어 엔지니어링 덕분이지, 알고리즘 자체의 혁신 때문이 아니다. von Hippel의 정리는 이렇다.
"생각보다 손 뻗으면 닿는 곳에 남은 열매가 많다."
다르게 보면, 진폭 분야에서 오랫동안 막혀 있던 여러 문제들이 사실 방법이 없어서가 아니라 인력과 엔지니어링 실행력에 병목이 있었다는 뜻이기도 하다.
중국 연구팀도 거의 동시에 일부를 계산해냈다
이 결과에는 중국과 관련된 대목도 하나 있다. 중국과학원 Song He(허쑹) 팀이 9루프 진폭 중 이른바 'symbol' 부분을 독자적으로 계산해 학술 데이터 저장소 Zenodo에 공개했다. Anthropic의 글에 따르면 이 팀은 제약 조건 계산 일부에 GPT-6를 활용했지만, 전체 프레임워크는 직접 구축했다.
두 결과는 서로 독립적이어서 상호 검증 자료로 쓸 수 있다. 국내 이론물리 연구팀 입장에서 참고할 만한 지점은 역할 분담 방식이다. Song He 팀은 모델에게 제약 계산 부분만 맡겼고, Anthropic 쪽은 모델에게 전체 파이프라인을 맡겼다. 두 방식 모두 9루프라는 이정표에서 결과를 얻어냈다.
9루프 결과는 현재 이 분야의 표준 형식으로 공개돼 있고, Dixon과 공동 연구자들은 정식 논문으로 발표할 계획이다. 그 논문이 나오기 전까지 외부에서 볼 수 있는 것은 주로 Anthropic의 이 글과 공개된 결과 데이터뿐이다.
참고 출처: Anthropic 연구 게시물 "Yes, Claude can do nine loops", Zenodo 공개 데이터, CocoLoop; 루프 기록, 계산 비용, CPU 규모는 Anthropic 글의 서술을 기준으로 확인함.