2023年1月8日，一名女士在美國拉斯維加斯消費電子展上體驗智能科技

文/《環球》雜誌記者 郭爽 王鑫方

編輯/劉娟娟

　　10月8日，瑞典皇家科學院宣布將2024年諾貝爾物理學獎授予美國科學家約翰·霍普菲爾德和英國裔加拿大科學家傑弗裏·欣頓，以表彰他們在使用人工神經網絡的機器學習方面的基礎性發現和發明。

　　瑞典皇家科學院當天發表公報説，今年的兩位諾貝爾物理學獎得主使用物理學工具，為當今強大的機器學習技術奠定了基礎。

　　對於這一結果，不少人認為有些出乎意料。諾貝爾物理學委員會秘書烏爾夫·丹尼爾松在接受《環球》雜誌記者採訪時&&，物理學獎可以授予理論上、實驗上或者觀測上的發現，也可以授予發明，今年的獲獎成果從某種意義上講也是一種發明，一種可以多種方式應用的發明。

“碰撞”産生巨大能量

　　“如果有諾貝爾計算機學獎，我們的成果明顯會更合適。”欣頓得知自己獲諾獎時大吃一驚，他在接受美國《紐約時報》採訪時坦言。這家美國大報如此評價欣頓：“他不是物理學家。”

　　確實。欣頓在科學界的聲譽，更多來自“人工智能教父”之稱。他曾因在人工智能深度學習方面的貢獻，獲得有“計算機界的諾貝爾獎”之稱的圖靈獎。美國電子計算機協會2019年為時任谷歌副總裁的欣頓和另兩名教授頒發圖靈獎時，稱讚三人在概念和工程學上取得突破，使深度神經網絡成為計算科學的關鍵部分。這種深度學習方法促使計算機視覺、語音識別、自然語言處理和機器人等領域取得突破性進展。

　　諾貝爾物理學獎“意外”垂青機器學習，讓多個諾獎預測集體“翻車”。看似不屬於傳統物理學任何一個分支領域的成果斬獲諾獎，讓不少學者開玩笑説，諾貝爾物理學獎在跟計算機界的圖靈獎“搶飯碗”。

　　事實上，機器學習領域的元老級人物霍普菲爾德和欣頓斬獲諾獎，如諾獎官方公告所説正是因為“使用物理學工具”。這不僅是對兩名科學家成就的肯定，更極大強調了跨學科研究的重要性，向人們展示了物理學的深刻洞見與計算機科學創新“碰撞”可以産生的巨大能量。

　　當前人們談論人工智能時，經常指的是使用人工神經網絡的機器學習。丹尼爾松向記者強調，人工神經網絡在物理學中的研究和應用已經持續了相當長一段時間，本次諾貝爾物理學獎並非頒發給過去幾年人工智能的發展，不是針對大語言模型或類似的東西，而是針對基礎發明。

構建了機器學習的基礎

　　霍普菲爾德1933年出生於美國芝加哥，1958年獲得美國康奈爾大學博士學位，現任美國普林斯頓大學教授。欣頓1947年出生於英國倫敦，1978年獲得英國愛丁堡大學博士學位，現任加拿大多倫多大學教授。遠在人工智能成為今天的科技熱詞之前，這兩名科學家從上世紀80年代起就在人工神經網絡領域從事重要工作。

　　這項技術最初的靈感來自大腦的結構。就像大腦中大量神經元通過突觸相連一樣，人工神經網絡由大量的“節點”通過“連接”組成。每個節點就像一個神經元，而連接的強弱類似於突觸的強度，決定了信息傳遞的效果。

　　1982年，霍普菲爾德創建了一種用於機器的聯想記憶方法，提出了一種革命性的網絡結構，被稱為“霍普菲爾德網絡”。這個網絡能夠存儲多個模式（比如圖像），並且在面對不完整或有噪聲的輸入時，能夠重構出最相似的模式。

　　欣頓在此基礎上更進一步，他希望機器能像人類一樣自主學習和分類信息，1985年他和同事提出了“玻爾茲曼機”的網絡模型，這個名字源於19世紀物理學家路德維希·玻爾茲曼的方程。該模型通過統計物理學中的玻爾茲曼分佈來識別數據中的特徵，成為了現代深度學習網絡的基礎。欣頓的研究繼續推進，導致了當前機器學習領域爆炸式的發展。

　　愛爾蘭都柏林聖三一學院認知神經科學教授羅德里·丘薩克説，“人工神經網絡最初受到神經科學的 啟發，並且兩者之間的相互作用持續蓬勃發展。人工神經網絡已被證明是大腦學習過程的寶貴模型，機器正在幫助我們了解自己，這反過來又為技術發展提供了新的途徑。如果沒有霍普菲爾德和欣頓的開創性工作，這一切都不可能實現。”

　　霍普菲爾德和欣頓的工作不僅推動了機器學習的發展，還對物理學産生了深遠影響。正如丹尼爾松在接受記者採訪時所説，物理學的原理為兩名科學家提供了思路，同時，人工神經網絡在物理學中也得到了廣泛應用，催生新的驚人發現。

　　諾貝爾物理學委員會主席埃倫·穆恩斯在公布獎項當天的新聞發布會上&&，兩名獲獎者利用統計物理的基本概念設計了人工神經網絡，構建了機器學習的基礎。相關技術已被用於推動多個領域的研究，包括粒子物理、材料科學和天體物理等，也已用於日常生活中的人臉識別和語言翻譯等。

諾獎得主的警告

　　機器學習的迅速發展不僅帶來了巨大的機遇，也引發人們對於倫理和安全方面的擔憂。穆恩斯強調説，人類有責任以安全且道德的方式使用這項新技術，以確保它能為全人類帶來最大的利益。

　　欣頓獲獎當天在接受電話連線採訪時&&，這一技術將對社會産生巨大影響，但也必須警惕這一技術可能造成的威脅，“總體後果可能是比我們更智能的系統最終控制一切”。

　　欣頓2023年從谷歌辭職時告訴英國廣播公司，人工智能聊天機器人表現的一些方面“相當可怕”。他現在也在使用ChatGPT-4做很多事情，但時刻提醒自己聊天機器人不總是能給出正確答案。

　　今年早些時候，欣頓在接受英國媒體採訪時&&“非常擔心人工智能會搶走很多平凡的工作”，加劇社會不平等現象。他認為，人工智能將提高生産率、創造更多財富，但這些錢會流向富人，而非那些失去工作的人，這對社會非常不利。

　　對於自己在人工智能方面的警告，欣頓希望大家不要當成笑話，而要“更加重視起來”。