物理學界 30 年的「馬賽克噩夢」，被 AI 一個晚上的運算破解了？
想像一下，你身處 Minecraft（麥塊）世界，要堆出一個完美的圓形，不可能，對吧？不管方塊堆得再小，邊緣永遠是鋸齒狀的。
這就是物理學家過去 30 年來面對的難題「格點量子場論」（Lattice QFT）。真實的宇宙時空是光滑、連續的流體，但電腦的世界是離散、一格一格的像素，當你想把描述宇宙真理的方程式塞進電腦裡運算時，那個討厭的馬賽克就會出現，這道擋在人類與上帝視角之間的高牆，最近被一群來自奧地利、瑞士和美國的物理學家用 AI 給破解了。
#暴力破解法
過去要在電腦上模擬夸克或膠子怎麼運動，只有一種笨方法：「拼命切」。
如果不準，就把時空格子切得更細，格子越細，需要的算力就是指數級爆炸，為了算清楚一個微小的粒子互動，我們得燒掉幾百萬小時的超級電腦運算時間。
這種暴力破解法玩了幾十年，直到維也納理工大學的團隊想通了一件事：
「如果我們不需要更細的格子，而是需要一個更聰明的觀察者呢？」
#懂規矩的AI
一般的神經網路是個黑盒子，你餵它數據，它吐答案，但它根本不懂物理定律，如果你用普通的 AI 去模擬量子場論，它會給你一堆看起來很像、但實際上完全違反物理對稱性的垃圾。
這群科學家開發了一種「規範等變卷積神經網路」（Gauge-Equivariant CNNs），翻成白話就是，這個 AI 被內建了物理學的「家規」。
它從一開始就被設計成絕對不會違反物理對稱性，它不需要像傳統方法那樣硬啃高解析度的細節，而是學會了一套平移魔法，由粗糙的、低解析度的網格，推導出只有在高解析度下才能看到的精確物理量。
#奇蹟的誤差
這篇1月21日發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）的研究顯示，這套 AI 模型在非常粗糙的網格上跑出來的數據，誤差竟然小於 1%。
這就像是你用 360p 的模糊畫質看影片，但你的大腦（AI）直接幫你腦補出了 4K HDR 的所有細節，而且準確度高達 99%。
這不只是省了電費而已，這意味著，原本我們算不動的那些極端物理場景－比如粒子對撞瞬間、甚至是大爆炸後百萬分之一秒的宇宙狀態，現在都有可能在電腦裡被精確重現。
當 AI 開始介入基礎科學領域，幫我們修補數學與現實之間的裂縫，人類探索宇宙的工具箱裡，又多了一把探索未知的鑰匙。
圖片來源：quantumzeitgeist－Revolutionizing Lattice Gauge Theory with Fixed-Point Actions
