ノーベル物理学賞受賞者が生成系人工知能（AI）とともに10年以上解けなかった理論物理学の問題の証明に成功した。AIが論文の文章を整えたり資料を探したりする水準を超え、数学的証明の方向性を提案した事例である。
ジョルジョ・パリジ伊サピエンツァ大学名誉教授とフランチェスコ・ザンポーニ同大学教授は1日（現地時間）、統計物理学分野の国際学術誌「Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment（JSTAT）」に、ジャミング現象を説明する数学的関係式の証明を公開した。パリジ教授は無秩序で複雑な物理系の隠れた秩序を明らかにした功績により2021年ノーベル物理学賞を受賞した。
ジャミングは粒子が一種の交通渋滞に陥る現象を指す。砂、泡、穀物のように多数の粒子が当初は流れていても、ある瞬間に突然動けなくなり、固体のように凝固する現象である。ジャミングは本来、泡や顆粒物質を説明するために導入されたが、現在は神経科学やAIなど複雑なシステムを理解する際にも活用されている。
研究チームは先に2014年、ジャミングを説明する理論を発展させる過程で興味深い関係式を見いだした。ジャミング理論に登場する2つの数学的パラメーターaとbを足すと常に1になるというものだった。数値計算ではこの関係が非常に高い精度で確認された。だが、なぜ必ずa+b=1となるのかは説明できなかった。
研究チームは生成系AIモデルが数学的推論に活用できるかを確かめるため、この問題をAnthropicのAIモデルClaude Sonnet 4.6とOpus 4.7に提示した。まずClaudeに10余年前に自分たちが実施した数値計算を再現させ、a+bが1であるならば、なぜそうなるのか証明できるかを質問した。
Claude Opus 4.7は証明のための核心的アイデアを素早く提示したが、初期の証明には誤りと不一致があった。その後、研究チームはAIが出した結果の誤りを確認・修正する検証過程を経て内容を論文として整理した。この過程でClaude Sonnet 4.6は細部のステップを補完するのに活用された。研究チームはAIとやり取りした40個のプロンプトの対話記録を別途公開した。
ザンポーニ教授は「Claudeモデルが数学的推論能力で比較的先行しているように見えた」と述べ、「AIは既存の方程式の中にすでに内在していた関係を見つけ出して証明した。答えはまさにそこにあり、われわれが見えていなかっただけだ」と説明した。
この事例は生成系AIが論文要約や文章校正、コード作成にとどまらず、証明戦略を見いだすのに使われた代表例である。ただしAIが科学者を代替したことを意味しない。Claudeは証明の方向を提案したが、初期結果には誤りがあった。これを検証できる専門家の役割が不可欠だった。
近年、AIの科学研究への活用は産業界でも拡大している。Anthropicは先月、科学研究用AIプラットフォーム「Claude Science」を公開した。このツールは研究者がデータ分析、文献レビュー、複雑な計算作業を実行するのに用いられるよう設計されている。
もっとも科学界の制度は、いまだAIを研究主体として認めていない。ネイチャーなど主要学術誌は、大規模言語モデル（LLM）が研究成果に対して責任を負えないため論文著者にはなれず、活用の事実を論文内に明示すべきだという原則を設けている。
参考資料
Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment（2026）、DOI: https://doi.org/10.1088/1742-5468/ae7bd7