吴鑫岩
今年的诺贝尔物理学和化学奖都颁给了与人工智能相关的科学家，前者是两位这个领域的先驱（John Hopfield和Geoffrey Hinton），后者则利用人工智能技术来研究蛋白质。在物理学奖刚刚公布的时候，很多人对其表示十分不解，因为人工智能本来属于计算机领域，看似和物理学关系不大。其实，在历史上很多技术突破都获得了诺贝尔物理学奖；例如，在1956年授予了晶体管的三位发明者，在2000年授予了集成电路的先驱和在异质结半导体器件领域的两位科研人员。
John Hopfield出生于1933年，今年已经91岁高龄了。二十年前在一次学术会议上本人与其有过一面之交，他的听力不太好，那时就戴着助听器。后来本人曾经发邮件向其请教一个问题，也许是因为过于浅薄而没有收到回复。Hopfield是学物理出身的，1958年从康奈尔大学获得了物理学博士学位，其博士论文的课题属于固体物理领域。毕业后他先在Bell Lab工作了两年多，随后就开始在高效任教，辗转于UC-Berkeley（1961-1964）、Princeton（1964-1980）和CalTech（1980-1997），最后又回到了Princeton（1997 – ）。在1981-1983年间，费曼邀请他和Carvey Mead在CalTech共同开设了一门新课“The Physics of Computation”，这次获诺奖的工作就是他在此期间完成的。那时的一个热点研究课题是用电子电路来模拟神经细胞的功能，Hopfield提出了一个神经元模型，可以用运算放大器来加以实现。那时的模型比较简单，在输入和输出之间只有一层彼此耦合的单元，而现在实用的神经网络则包含很多中间层，所以被称为“深度神经网络”。
Geoffrey Hinton出生于1947年，在大学期间换了好几个专业，但是也没耽误太多时间，他在1970年获得了剑桥大学的实验心理学本科学位。随后他在爱丁堡大学读博，研究方向就是人工智能，并且在1978年获得博士学位。他获得诺贝尔奖的工作是在UC-SD做博士后期间完成的，这篇发表于1987年的论文阐述了在神经网络领域被广泛采用的“反向传播算法”（backpropagation algorithm）。这篇论文的第一作者David Rumelhart是一位心理学家，他在1982年就开始研究这个算法，后来他向Hinton做了介绍。最初，Hinton对此并不感兴趣，那时他认为Boltzmann Machine模型更有前途，并且他在这方面做了卓有成效的研究。如果从电子电路的角度来看，记忆功能是通过正反馈来实现的，例如SRAM和Flip-Flop电路。 Boltzmann Machine是这类器件的扩展，也就是从一个单一回路变成了多重相关的网络。一年以后，Hinton改变了观点也开始投身于这个算法的研究，后来三位作者发表了那篇文章。遗憾的是，其他两位作者如今都已经去世，而Hinton依旧活跃在这个领域的前沿。其实，Hinton被称为“人工智能的教父”不仅仅是因为发表了这篇奠基性的论文，更关键的是其多年来坚持不懈的努力。人工智能领域在过去的半个世纪中经历过几次大起大落，很多人都在低落期离开了这个领域，而Hinton却能够一直保持乐观的情绪而且不断地开拓进取。此外，Hinton与人合作的能力很强，在2018年他与以前的两位下属共同获得了计算机领域的最高奖—图灵奖。
与这两位人工智能领域的先驱相比，获得诺贝尔化学奖的三位科研人员就显得逊色了一些。他们获奖的一个重要因素就是在谷歌工作，在人工智能领域那里的科研条件曾经独步全球。在历史上，很多诺贝尔奖颁给了在世界最先进科研机构工作的科研人员。 例如，Bell Lab在当年曾经一枝独秀，结果那里的科研人员多次获得诺贝尔物理学奖：
1937: Clinton Davisson for discovering that electrons diffract like light waves.
1956: John Bardeen, Walter H. Brattain, and William B. Shockley for inventing the transistor.
1977: Philip W. Anderson for his study of disordered materials.
1978: Arno Penzias and Robert W. Wilson for discovering the cosmic microwave background radiation.
1997: Steven Chu for his research in cooling and trapping atoms using laser light.
1998: Horst L. Störmer, Robert B. Laughlin, and Daniel C. Tsui for discovering the fractional quantum Hall effect.
2009: Willard Boyle and George E. Smith for inventing the charge-coupled device (CCD).
2018: Arthur Ashkin for inventing optical tweezers.
2023: Louis Brus for his work in the discovery of quantum dots, used in light emitting diode (LED) lamps, flat-screen televisions, and medical imaging equipment.
(2024年10月12日)