OpenAI, GPT-5.2로 이론물리학 새 결과 도출 발표

물리학 교과서에 수십 년간 ‘일어나지 않는다’고 적혀 있던 전제가 AI에 의해 깨졌습니다.

OpenAI는 프린스턴 고등연구소, 하버드대, 케임브리지대, 밴더빌트대 연구진과 공동으로 작성한 프리프린트를 발표했습니다. 강한 상호작용을 매개하는 입자인 글루온 충돌에서, 물리학계가 오랫동안 0으로 여겨왔던 특정 산란 진폭이 특정 조건에서는 실제로 0이 아니라는 사실을 밝혀낸 연구입니다.

더 놀라운 점은 연구 방식입니다. 이 물리 공식의 패턴을 GPT-5.2 Pro가 먼저 추측해 냈고, OpenAI 내부의 추론 모델이 12시간 동안 머리를 싸맨 끝에 수학적 증명까지 끝마쳤습니다.

사람이 6개 입자에서 멈춘 계산, AI가 12시간 만에 일반식 도출

이번 연구의 핵심은 양자장론에서 입자들이 어떻게 상호작용하는지 확률을 계산하는 도구인 ‘산란 진폭’입니다.

1개의 글루온이 음의 헬리시티를 갖고 나머지 n-1개가 양의 헬리시티를 갖는 상황은 교과서적인 논리에 따라 트리 레벨 진폭이 항상 0이라고 간주되어 왔습니다. 학계에서는 사실상 논외로 치부되던 영역이었습니다.

하지만 연구진은 일반적인 운동량 가정을 벗어나, 입자의 운동량이 특수한 정렬 조건을 만족하는 ‘반공선(half-collinear)’ 영역에서는 이 진폭이 0이 되지 않는다는 점을 증명했습니다.

문제는 수식이었습니다. 인간 연구자들이 입자 수 6개까지는 손으로 계산했지만, 입자 수가 늘어날수록 파인만 다이어그램 전개식의 복잡도가 초지수적으로 폭발하면서 수식이 감당할 수 없을 정도로 길어졌습니다.

여기서 GPT-5.2 Pro가 투입되었습니다. 모델은 복잡한 손계산 수식을 아주 단순한 형태로 축약하더니, 그 안에서 규칙을 찾아내 모든 입자 수 n에 적용 가능한 일반 공식을 추측해 제안했습니다.

이어 OpenAI 내부의 비계(scaffolded) 버전 GPT-5.2가 약 12시간 동안 심층 추론을 수행해 동일한 공식을 도출하고 엄밀한 수학적 증명을 완성했습니다. 연구진은 베렌즈-길레 점화식과 소프트 정리를 통해 이 공식이 이론적으로 완벽함을 교차 검증했습니다. 이 결과는 이미 글루온을 넘어 중력자인 그라비톤으로까지 확장이 진행 중입니다.

왜 중요한가

우리는 이번 성과가 과학 연구에서 AI의 역할을 완전히 바꿔놓는 결정적 장면이라고 봅니다.

지금까지 대형 언어 모델의 과학 기여는 논문 요약이나 코드 작성, 혹은 바이오 및 소재 분야의 데이터 스크리닝 수준에 머물렀습니다. 하지만 이론물리학의 기호 전개와 패턴 발견은 고도의 수학적 직관이 필요한 인간만의 영역으로 여겨졌습니다. 복잡하게 얽힌 계산 속에서 ‘단순하고 아름다운 공식’을 포착해 내는 작업을 기계가 성공시킨 셈입니다.

이론물리학자들에게 AI는 이제 단순한 계산기를 넘어, 새로운 수학적 가설을 던져주는 대등한 공동 연구자로 다가서고 있습니다. 다만 일반 사용자가 지금 챗봇 창에서 이런 성능을 재현하기는 어렵습니다. 12시간 동안 집요하게 추론을 밀어붙인 시스템은 OpenAI 내부의 특수 엔지니어링 환경에서 구동되었기 때문입니다.

OpenAI의 이번 접근이 영리했던 이유는 검증 루프입니다. AI가 멋대로 상상하게 두지 않고, 인간의 기초 계산을 발판 삼아 모델이 패턴을 찾고, 이를 기존 물리학의 점화식과 정리로 엄격하게 검증했습니다. 할루시네이션 위험을 수학적 규칙으로 원천 차단한 것입니다. 프론티어 AI 모델의 경쟁이 단순 벤치마크 점수 놀음에서 미지의 과학적 진리를 밝히는 능력으로 이동하고 있음을 보여줍니다.