Vibe physics: AI 대학원생

하버드 물리학 교수 Matthew Schwartz가 Claude Opus 4.5를 실제 이론물리 계산에 투입해, 전자-양전자 충돌에서의 C-parameter 분포 중 Sudakov shoulder를 NLL 수준으로 재합성했다. 목표는 잘 정의된 G2형 연구 과제를 처음부터 끝까지 텍스트 프롬프트만으로 진행해, AI가 어디까지 과학 연구를 수행할 수 있는지 확인하는 것이었다.

작업은 무작정 한 번에 시키지 않고, 102개 작업으로 쪼갠 뒤 각 단계별 마크다운 요약을 남기게 하는 방식으로 진행됐다. 연구 흐름은 kinematics, NLO structure, SCET factorization, anomalous dimensions, resummation, matching, documentation 순서로 이어졌고, 각 단계는 15~35분 정도 걸렸다.

중간에는 시행착오도 많았다. Claude는 Stage 1의 14개 작업 중 절반만 끝내고 다음 단계로 가려 했고, Stage 2에서는 컨텍스트를 잃어 재시작하기도 했다. 수치 계산에서는 EVENT2를 컴파일하고 히스토그램과 해석적 계산을 비교하는 데는 강했지만, 정규화나 binning 같은 기본 실수도 자주 했다.

그럼에도 결과물은 빠르게 쌓였다. 사흘 만에 65개 작업을 완료했고, 문헌 검토부터 soft/collinear 극한의 행렬원소 계산, SCET 연산자 설정, 첫 LaTeX 초안까지 이어졌다. 최종적으로는 110개 이상의 개별 초안, 3,600만 토큰, 40시간 이상 CPU 계산을 거치며, 예전에는 1년쯤 걸릴 수 있는 이론물리 논문을 약 2주 만에 완성했다는 점이 핵심이다.

핵심 결론은 분명하다.

• AI는 아직 end-to-end science를 완전히 혼자 하지는 못한다.
• 하지만 적절한 프롬프트와 인간의 도메인 검증이 있으면, frontier physics 수준의 계산을 실제로 밀어붙일 수 있다.
• 더 중요한 성과는 물리 결과보다도, 이런 작업을 가능하게 하는 연구 워크플로우 자체를 증명했다는 점이다.