오픈AI가 인공지능(AI)을 활용해 수학·컴퓨터과학·물리학 분야 오랜 난제 3건에 대한 새로운 증명을 도출했다고 발표했다.
오픈AI는 26일(현지시간) 홈페이지를 통해 조화해석, 계산복잡도 이론, 양자장론 등 3개 분야에서 자체 AI 모델이 새로운 연구 성과를 도출했다고 밝혔다.
수십 년간 풀리지 않았던 수학적 추측을 해결하고 컴퓨터과학계에서 널리 받아들여진 가설을 증명했다는 것이다. 노벨물리학상 수상자와 주요 가설 제안자 등 세계적 석학들이 연구 결과에 대해 독립적 검증과 해석에 참여한다.
수학 분야에서는 1991년 제기된 '국소 평활화 추측'을 모든 차원에서 증명했다고 설명했다. 파동이 집중되는 현상을 설명하는 이 추측은 극단적인 집중 현상이 짧은 시간에만 발생한다는 내용을 담고 있다.
2019년 2차원 공간에서 증명됐지만 모든 차원에 대한 증명은 남았다. 오픈AI는 AI가 새로운 보조 편미분방정식을 활용해 모든 차원에서 증명을 도출했다고 부연했다. 또 다른 수학 난제 '카케야 추측'과 '스타인의 제한 추측'도 모든 차원에서 해결했다고 주장했다. AI가 생성한 증명은 수학적 증명 검증 도구 '린(Lean)'으로 형식화했다.
컴퓨터과학 분야에서는 '지수시간 가설(ETH)'을 입증했다. ETH는 불리언 논리식의 만족 가능성 문제를 해결하는 데 필요한 계산 시간과 관련된 가설이다. 수백 편의 논문에서 계산의 어려움을 설명하는 근거로 활용됐다.
오픈AI의 AI 모델이 ETH를 반증하는 증명을 생성했고 린 형식화를 완료했다. 오픈AI는 이번 가설 입증으로 더 빠른 알고리즘 가능성을 열지만 실제 성능 개선까지는 상당한 추가 연구가 필요하다고 전했다.
외부 검증에는 ETH를 최초 제안한 러셀 임팔리아초와 라마모한 파투리 미국 캘리포니아대 샌디에고캠퍼스 교수, 라이언 윌리엄스 매사추세츠공대(MIT) 교수가 참여한다.
물리학 분야에서는 양자색역학(QCD)과 입자물리학 표준모형의 통일적 확장 이론을 포함한 4차원 양자장론의 수학적 존재 증명을 제시했다. 세계 7대 수학 난제인 밀레니엄 문제와 관련된 순수 양-밀스 이론의 존재 증명도 포함됐다. 다만 밀레니엄 문제 전체를 해결했다는 의미는 아니다.
AI는 양-밀스 이론의 존재 증명과 QCD 증명을 생성했고 양-밀스 존재 증명의 린 형식화를 완료했다.
물리학 분야 검증은 2004년 노벨물리학상 수상자 데이비드 그로스가 이끈다. 마이클 더글러스, 아서 재피, 이고르 클레바노프, 니키타 네크라소프 등도 참여한다.
오픈AI는 수학·컴퓨터과학 분야의 AI 생성 증명과 린 형식화 자료를 공개했다. 물리학 분야는 외부 연구진 요청에 따라 AI 생성 자료 공개를 보류하고 연구진이 직접 결과를 정리하기로 했다.
오픈AI는 AI가 생성한 증명을 과학적 이해로 발전시키기 위해 학계의 독립적 검증이 필요하다고 강조했다. 외부 연구진은 자발적·무보수로 참여하며 독립적으로 결론을 내린다.
또 앞서 발표한 시몬스재단에 대한 500만달러 지원을 통해 AI 연구 성과를 검토하고 발전시키기 위한 학술회의와 연구 프로그램 등을 지원할 계획이다.
박종진 기자 truth@etnews.com
