AI范围迎来关键时辰！76岁的 教父 Hinton和91岁的Hopfield获2024年诺贝尔物理学奖 (ai的范围)

2024年度的诺贝尔物理学奖正式揭晓。

北京时期10月8日下午，瑞典皇家迷信院宣布，2023年诺贝尔物理学奖授予两位迷信家：美国普林斯顿大学教授约翰·霍普菲尔德 (John J. Hopfield )和加拿大多伦多大学教授杰弗里·辛顿（Geoffrey E. Hinton），惩办他们经过人工神经网络成功机器学习的基础性发现和发明。

两位迷信家将共享1100万瑞典克朗奖金（约合人民币744.46万元）。

这是AI学术范围的关键时辰。现年91岁的霍普菲尔德于41年前发明了联想神经网络，即霍普菲尔德网络，而76岁的辛顿更进一步，在1986年宣布了两篇具有里程碑意义的论文，推行了被称为“反向传达”的算法，也让深度学习技术成为了 AI 时代的关键要素，也因此取得关键的图灵奖。如今辛顿的研讨简直是从计算机视觉系统到大言语模型的基础，也促使OpenAI开启了新一轮生成式 AI 反派。

AI有望在学术界掀起新一轮反派。

AI学术界狂欢！ 两位高龄迷信家推进机器学习和AI技术迸发，让物理学和AI相互成就

霍普菲尔德于1933 年 7 月 15 日出生于美国伊利诺伊州芝加哥，父亲是波兰物理学家约翰·约瑟夫·霍普菲尔德，母亲是物理学家海伦·霍普菲尔德。海伦是霍普菲尔德的第二任妻子。他是霍普菲尔德的第六个孩子。

小时辰，霍普菲尔德在这样一个学术家庭中接触到了物理学，他于 1954 年取得斯沃斯莫尔学院文学士学位，并于 1958 年取得康奈尔大学物理学博士学位，师从知名物理学家阿尔伯特·奥弗豪泽 (Albert Overhauser ) 。霍普菲尔德在贝尔实验室的通常小组任务了两年，随后在加州大学伯克利分校(物理学)、普林斯顿大学(物理学)、加州理工学院(化学和生物学)任教，并再次回到普林斯顿大学，成为霍华德·A·普赖尔 (Howard A. Prior) 分子生物学声誉教授。

1980 年，霍普菲尔德分开了普林斯顿大学，他的研讨兴味让他远离了物理学同事们的研讨范围，他接受了加州理工学院（位于南加州帕萨迪纳）的化学和生物学教授职位。在那里，他可以无偿经常经常使用计算机资源启动实验并展开他的神经网络思想。

但是，霍普菲尔德并没有丢弃物理学的基础，1986 年，霍普菲尔德与他人共同创立了加州理工学院计算与神经系统博士项目，并发现了联想神经网络技术，现今通常称为“霍普菲尔德网络”。

理想上，许多人都体验过计算机如何翻译言语、解释图像甚至启动合理的对话。但或许不太为人所知的是，这种技术终年以来对研讨十分关键，包括对大批数据的分类和剖析。机器学习的展开在过去15到20年里呈爆炸式增长，它运行了一种称为人工神经网络的结构。如今，当我们议论 AI 时，我们通常指的就是这种技术。

因此，1956年降生的人工自动，其中心的机器学习技术方向就是“模拟大脑”。

虽然计算机无法思索，但机器如今可以模拟记忆和学习等性能。霍普菲尔德和辛顿运行物理学的基本概念和方法，开发了运行网络结构处置信息的技术。

不同于传统软件，在机器学习中，计算机经过示例启动学习，使其能够处置过于模糊和复杂而无法经过火步说明启动控制的疑问。一个例子是解释图片以识别其中的物体，

而物理学激起了霍普菲尔德去了解由许多小组件共同作用的系统如何出现新的幽默现象。他特地受益于对磁性资料的了解，这些资料由于原子自旋而具有非凡的特性——这种特性使每个原子都成为一个庞大的磁铁。相邻原子的自旋相互影响；这可以构成自旋方向相反的域。

霍普菲尔德团队运行描画自旋相互影响的资料，展开物理学，创立一个具有节点和衔接的模型网络。

方便来说，假定我们可以将神经网络节点设想成像素，霍普菲尔德网络运行物理学来描画资料由于原子自旋而出现的特性，从而将整个网络的描画方式相当于物理学中自旋系统的能量，并经过寻觅节点之间衔接的值来启动训练，以便保管的图像具有较低的能量。当霍普菲尔德网络被输入歪曲或不完整的图像时，它会井井有条地存储、处置节点并升级它们的值，从而下降网络的能量。因此，网络逐渐找到与输入的不完美图像最相似的保管图像。

霍普菲尔德构建的网络节点都直接衔接在一同。每个节点都可以存储一个独自的值——在霍普菲尔德的第一篇论文中，这个值可以是 0 或 1，就像黑色 (0) 或白色 (1)图片中的像素一样，从而推测出像素靠近的颜色、数值等关键信息，使得人工自动能够准确预测才干。另外，霍普菲尔德网络还可用于重新创立包括噪声或已被部分删除的数据。

霍普菲尔德 1982 年宣布的联想记忆网络文章当中提到，他经常经常使用了一个有 30 个节点的网络。假定一切节点都相互衔接，则有 435 个衔接。节点有自己的值，衔接有不同的强度，总共有不到 500 个参数要求跟踪。他还尝试过一个有 100 个节点的网络，但思索到他事先经常经常使用的计算机，这太复杂了。我们可以将其与当今的大型言语模型启动比拟，这些模型被构建为可以包括逾越一万亿（一百万亿）参数的网络。

这时，当霍普菲尔德宣布关于联想记忆的文章时，辛顿正在美国匹兹堡的卡内基梅隆大学任务。他想知道，机器能否能学会以相似于人类的方式处置方式，找到自己的类别来对信息启动分类和解释。基于霍普菲尔德网络，辛顿与他的同事运行统计物理学的思想对其启动扩充，构建入迷经网络当中的中心技术——玻尔兹曼机器（the Boltzmann machine）。

通常上，出生在英国的辛顿，之前曾在英格兰和苏格兰学习过实验心思学和人工自动，于1970年取得剑桥大学实验心思学学士学位；1976年受聘为苏塞克斯大学认知迷信研讨项目研讨员；1978年取得爱丁堡大学人工自动学博士学位。1978年至1980年担任加州大学圣地亚哥分校认知迷信系访问学者；1980年至1982年担任英国剑桥MRC运转心思学部迷信控制人员；1982年至1987年历任卡内基梅隆大学计算机迷信系助理教授、副教授；1987年受聘为多伦多大学计算机迷信系教授；1998年至2001年担任伦敦大学学院盖茨比计算神经迷信部开创主任；2001年至2014年担任多伦多大学计算机迷信系教授；2016年至2023年担任谷歌副总裁兼工程研讨员；2023年从谷歌辞职。

基于霍普菲尔德网络，20世纪90年代，辛顿与他的同事特伦斯·塞诺夫斯基运行统计物理学的工具，创立了一个采纳不同方法的新网络：玻尔兹曼机。它可以学习识别给定类型数据中的特征元素，经过输入机器运转时很或许出现的示例来训练机器。玻尔兹曼机可用于对图像启动分类，或创立训练方式类型的新示例。

同时，作为学术开拓者，2006年，辛顿与同事 Simon Osindero、Yee Whye Teh 和 Ruslan Salakhutdinov 开发了一种经常经常使用一系列逐层叠加的玻尔兹曼机对网络启动预训练的方法。这种预训练为网络中的衔接提供了更好的终点，从而优化了其训练以识别图片中的元素。

因此，多份研讨效果显示，辛顿协助机器学习和 AI 技术开启了新的展开时代。

目前曾经有许多研讨人员都围绕机器学习开发和运转，如今流行全球的人工自动聊天ChatGPT，也都基于辛顿和霍普菲尔德的研讨效果。仰仗自20世纪80年代以来的任务，两位迷信家为机器学习和 AI 反派奠定了关键基础。

两位大家也因相关研讨取得了诸多荣誉。

霍普菲尔德于1973年中选为美国国度迷信院院士，1975年中选为美国艺术与迷信学院院士， 1988年中选为美国哲学学会院士。1985年，霍普菲尔德取得美国成就学院金盘奖。2005年，他取得了阿尔伯特·爱因斯坦全球迷信奖。2006年，他担任美国物理学会主席。霍普菲尔德与迪帕克·达尔共同取得了2022年统计物理学玻尔兹曼奖章。

辛顿则是反向传达算法和对比散度算法(Contrastive Divergence)的发明人之一，也是深度学习的积极推进者，被誉为“深度学习教父”。辛顿因在深度学习方面的奉献与约书亚·本希奥（Yoshua Bengio）和杨立昆（Yann Le Cun）一同被授予了2018年的图灵奖。同时，目前他还是加拿大皇家学会院士，美国国度迷信院外籍院士，多伦多大学声誉教授。

诺贝尔物理学奖委员会主席 Ellen Moons 表示，“两位获奖者的任务曾经出现了庞大的效益。在物理学范围，我们将人工神经网络运转于普遍的范围，例如开发具有特定属性的新资料。”

通常上，物理学为机器学习的展开奉献了工具，同时，物理学作为一个研讨范围也受益于人工神经网络。近年来，神经网络技术也末尾用于计算和预测分子和资料的特性，例如计算选择其性能的蛋白质分子结构，或确定哪种新资料或许具有最佳特性，以用于更高效的电池，当然也包括大模型范围。

不过，作为“AI教父”，2023年5月，辛顿表示其悔恨研发人工自动，担忧人工自动会为全球带来严重危机。

通常共224人获诺贝尔物理学奖， 董宇辉提到的居里夫人还曾获诺贝尔化学奖

据悉，诺贝尔物理学奖是诺贝尔奖的六个奖项之一，由瑞典皇家迷信院每年颁发给在物文迷信范围做出出色奉献的迷信家。

据瑞典著名化学家、企业家、发明家诺贝尔（Alfred Nobel）的遗愿，该奖由诺贝尔基金会控制，由瑞典皇家迷信院选出5名成员组成一个委员会来评选出获奖者。诺贝尔物理学奖于1901年终次颁发给德国的威廉·伦琴。

诺奖官方显示，从1901年至2023年，诺贝尔物理学奖共颁发了117次，没有颁发的六年区分是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。共225人次获奖，通常获奖集团为224人，由于美国物理学家John Bardeen于1956年和1972年两次获奖。

117次颁奖中，47次为独自获奖者，32次为2人共享，38次为3人共享。

其中，最年轻的获奖者是英国物理学家Lawrence Bragg，1915年因“用X射线对晶体结构的剖析所作的奉献”与父亲一同获奖，时年25岁；最年长的获奖者是美国物理学家Arthur Ashkin，2018年因“在激光物理学范围所作出的开创性发明”获奖，时年96岁。

224位诺贝尔物理学奖得主中，有5位女性。区分是1903年的居里夫人（居里夫人另外还取得1911年的化学奖）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland，2020年的Andrea Ghez，以及2023年的法国/瑞典迷信家Anne L’Huillier。

此前董宇辉在直播解说诺贝尔奖取得者居里夫人时，出现多个理想性错误。他称居里夫人发现了铀，发明了X光机，并取得诺贝尔文学奖等。理想上，居里夫人曾两次取得诺贝尔奖，但都不是诺贝尔文学奖。1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研讨而共同取得诺贝尔物理学奖。1911年，居里夫人因发现元素钋和镭取得诺贝尔化学奖。

而诺奖史上的“家庭”诺奖当中，夫妇层面，Marie Curie和Pierre Curie夫妇取得1903年的诺贝尔物理学奖；父子中，William Bragg和Lawrence Bragg父子取得1915年的诺贝尔物理学奖；Niels Bohr取得1922年诺贝尔物理学奖，其子Aage N. Bohr取得1975年诺贝尔物理学奖；Manne Siegbahn取得1924年诺贝尔物理学奖，其子Kai M. Siegbahn取得1981年诺贝尔物理学奖；J. J. Thomson取得1906年诺贝尔物理学奖，其子George Paget Thomson取得1937年诺贝尔物理学奖。

过去10年诺贝尔物理学奖得主名单：

2023年——美国迷信家Pierre Agostini、德国迷信家Ferenc Krausz和法国/瑞典迷信家Anne L’Huillier，以惩办他们“开发了出现阿秒光脉冲的实验方法，用于研讨物质中的电子动力学”。

2022年——法美奥三位迷信家Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger获奖，获奖理由是“启动了纠缠光子的实验，确立了贝尔不等式的违犯，并开创了量子信息迷信”。

2021年——美德意三位迷信家因“对人们了解复杂物理系统的开创性奉献”而获奖。美籍日裔迷信家Syukuro Manabe、德国迷信家Klaus Hasselmann的获奖理由是“物理模拟地球气候，量化变化和牢靠地预测全球变暖”；意大利迷信家Giorgio Parisi的获奖理由是“发现从原子到行星尺度的物理系统的无序和坚定的相互作用”。

2020年——英国迷信家Roger Penrose获奖，获奖理由是“发现黑洞构成是狭义相对论的一个有力预测”；另外两位获奖者是德国和美国迷信家Reinhard Genzel、Andrea Ghez，获奖理由是“在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体”。

2019年——美国迷信家James Peebles获奖，获奖理由是“在物理宇宙学的通常发现”；另外两位获奖者是瑞士迷信家Michel Mayor和Didier Queloz，获奖理由是“发现了一颗围绕类太阳恒星运转的系内行星”。

2018年——美法加三位迷信家Arthur Ashkin、Gerard Mourou和Donna Strickland获奖，获奖理由是“在激光物理学范围所作出的开创性发明”。

2017年——三位美国迷信家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne获奖，获奖理由是“对LIGO探测器和引力波观测的选择性奉献”。

2016年——英美三位迷信家David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz获奖，获奖理由是“通常发现拓扑相变和拓扑相物质”。

2015年——日本迷信家Takaaki Kajita和加拿大迷信家Arthur B. McDonald获奖，获奖理由是“发现了中微子振荡，标明中微子具有质量”。

2014年——日本迷信家赤崎勇、天野浩和美籍日裔迷信家中村修二，以惩办他们在蓝色发光二极管（LED）方面的发现。