GPT-5.2 제안·내부 추론 모델 증명…‘글루온 진폭’ 공식 협업 사례
장시간 엄밀 추론 훈련…과학 연구 가속화 모델 시험대

인공지능이 수학 난제 해결을 넘어 실제 물리학 연구 현장에 투입되기 시작했다.

OpenAI가 공개한 사례에 따르면, 차세대 범용 모델 GPT-5.2와 내부 추론 특화 모델이 협업해 ‘글루온 진폭(gluon-amplitude)’ 관련 공식 후보를 제안하고 이를 형식적으로 증명하는 과정을 수행했다. 이는 AI가 단순 계산 보조를 넘어 과학적 가설 설정과 검증 단계까지 참여하기 시작했음을 보여준다.

이번 사례는 세 단계 협업 구조로 진행됐다. 먼저 GPT-5.2가 방대한 물리학 논문과 계산 패턴을 학습한 기반 위에서 글루온 진폭을 설명할 수 있는 후보 수식을 제안했다. 이는 기존 연구의 조합이나 재진술이 아니라, 물리적 관계를 일반화해 새로운 표현식을 도출하는 시도였다.

다음 단계에서는 OpenAI의 내부 추론 모델이 해당 수식의 타당성을 엄밀하게 증명하는 역할을 맡았다. 이 모델은 장시간 연속 추론을 유지하며 단계별 논리를 전개했고, 수식이 물리 법칙과 수학적 일관성을 충족하는지를 검토했다. 이는 앞서 공개된 ‘퍼스트 프루프(First Proof)’ 도전에서 시험된 장기 추론 및 모호성 관리 능력을 실제 연구 환경에 적용한 사례로 평가된다.

마지막 단계에서는 인간 물리학자들이 AI가 생성한 증명 과정을 검토하고 최종 정확성을 확인했다. 즉, AI 단독 결과가 아니라 ‘제안–증명–검증’의 3단계 협업 구조가 작동한 것이다.

글루온은 원자핵 내부에서 쿼크를 결합시키는 강한 상호작용을 매개하는 입자다. 이들의 상호작용 강도를 나타내는 진폭 계산은 이론 입자물리학에서 난도가 높은 영역에 속한다. 관련 수식은 복잡한 대칭성과 다중 변수 계산을 요구하기 때문에 연구자들은 직관과 고차원 계산을 병행해왔다. AI가 이 영역에서 새로운 후보 공식을 제안하고 형식적 증명을 수행했다는 점은, 고급 수리물리 분야에서의 보조 연구 역할 가능성을 시사한다.

기술적으로 주목되는 지점은 ‘사고의 엄밀함(rigor)’을 강화하기 위한 훈련 방식이다. OpenAI는 차세대 모델이 수 시간 이상 논리적 일관성을 유지하며 추론을 지속하도록 설계하고 있으며, 중간 단계에서의 추상화 오류나 논리적 붕괴를 최소화하는 데 집중하고 있다. 이는 수십 단계 이상의 연쇄적 논증이 필요한 과학 문제에서 필수적인 역량이다.

이러한 연구급 추론은 과학 발견 속도를 단축할 가능성을 갖는다. 가설 후보 생성, 계산 경로 탐색, 증명 구조 설계 단계에서 AI가 탐색 공간을 넓혀주면, 인간 연구자는 검증과 이론적 해석에 집중할 수 있다. 다만 최종 책임과 검증은 여전히 인간 전문가의 몫이라는 점이 분명하다.

결국 이번 사례는 AI가 ‘정답 생성기’를 넘어 ‘연구 파트너’로 이동하고 있음을 보여준다. 자율주행이 물리적 세계의 판단을 자동화하고, VR이 가상 공간을 확장하는 동안, AI 연구 모델은 지식 생성의 방식 자체를 재구성하고 있다.

과학 연구는 점점 더 인간과 기계의 협업 구조로 진화하고 있으며, 장기 추론 능력을 갖춘 AI는 그 중심 도구로 자리 잡을 가능성이 높다.