假期中與AI探討物理，竟意外開展量子力學真實研究
一位安全工程師在假期中利用AI助手Claude探索量子力學中的廣義泡利約束問題，意外取得了新的研究成果。通過AI輔助，他發現了兩個之前未被證實的極值態，並對其進行了分類。這項研究表明，AI可以降低研究門檻，但正確的驗證流程和專家反饋仍是關鍵。
2026年7月，醫療成像公司的安全工程師Jamie Orlando在家庭度假期間，利用AI助手Claude意外開啓了一項量子力學研究。Orlando擁有數學和物理背景，但日常工作涉及Terraform、威脅建模和FDA合規文檔。他想測試AI處理複雜技術問題的能力，於是向Claude詢問正性在物理和數學中的應用。Claude提到了廣義泡利約束（GPC），這是量子力學中一個已有45年曆史的問題。2008年，Altunbulak和Klyachko證明費米子佔據數的允許組合形成一個多面體，泡利不相容原理只是其一面，而多面體的許多其他約束從未被寫出。該多面體有兩個角點僅通過數值驗證，從未找到顯式量子態。
Orlando和他的遊戲PC開始了探索。他利用Claude幫助編寫優化程序，運行了數百萬次計算，並堅持對所有結果進行精確算術驗證。Claude經常出錯，但通過嚴格的驗證流程得以糾正。第一個角點被發現由七個行列式組成，帶有整數權重，其證明可以用高中算術驗證，具體形式為 ψ_A = ( √2|1257⟩ + √3|1347⟩ + √2|1369⟩ + √3|1459⟩ + √6|1789⟩ + 2|2679⟩ + |3579⟩ ) / √21。這一發現揭示了角點可分為兩類：經典配方（混合整數比例）和需要量子干涉的。歷史上棘手的角點正是干涉型。
第二個角點更為困難。Claude錯誤地假設振幅為實數，導致所有搜索失敗。在Orlando要求它“以科學出版的嚴謹性”審查標準後，發現需要複數振幅。修正後，他們在之前已窮盡的搜索空間中找到解，該態是首個被證明必須使用複數振幅的極值態。
Orlando將成果撰成論文併發送給專家。一位研究者數小時內回覆，指出三個問題：核心概念已有先例（root-distinct states）；定理表述有誤；真正有價值的是自動構建這些態的算法。Orlando據此重寫論文，聚焦於算法。他強調，AI降低了研究門檻，但驗證和專家反饋不可或缺。總成本僅為一個Claude訂閲和已有的遊戲PC。最終，他們對秩6到10的系統全面分類，分析了799個角點，發現干涉並非均勻分佈，例如在四費米子系列中，干涉在秩8完全缺失，在秩9出現。這項研究展示了AI輔助公民科學的潛力。