虎嗅 2024年12月27日
诺奖得主给博士生的建议:关注学科缝隙
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

约翰·霍普菲尔德是一位跨界博学家,他从凝聚态物理学转向生物化学,最终在神经科学和人工智能领域做出了卓越贡献。他设计的“霍普菲尔德网络”被视为机器学习的雏形,为现代AI奠定了基础。文章探讨了他对物理学本质的理解,以及如何将物理学方法应用于生物学研究。此外,霍普菲尔德还表达了对AI潜在危害的担忧,并强调跨领域研究的重要性。他鼓励年轻研究者关注不同领域之间的交汇点,从中寻找创新机会,并与不同背景的人交流,保持学术活力。

⚛️ 霍普菲尔德认为物理学的核心在于研究方法而非研究对象,他将物理学的思维方式应用于生物学研究,取得了突破性进展。

🧬 他在生物学研究中,尝试将对小系统的理解扩展到大系统,并利用物理学中抽象关联的概念来理解生物现象,这种跨界思维带来了新的视角。

🧠 他设计的“霍普菲尔德网络”模拟了神经元的相互作用,为机器学习和人工智能的发展奠定了基础,这体现了他将物理学方程应用于神经科学的创新尝试。

⚠️ 霍普菲尔德对AI的潜在危害表示担忧,认为AI可能像核技术和基因工程一样,存在被滥用的风险,强调需要更好地理解AI系统的局限性。

John Hopfield是今年诺贝尔物理学奖得主之一,也是名副其实的博学家。他在1950年代凝聚态物理学的鼎盛时期进入该领域,到了1960年代末又开始研究血红蛋白的化学性质,之后10年又转而研究DNA合成。

1982年,他设计了一个类脑网络,他用相互作用的粒子模拟神经元,这些神经元会在这个类脑网络里形成一种记忆。这个为他赢得诺贝尔奖的“Hopfield网络”如今被视为机器学习的一个雏形,为现代人工智能奠定了基础。Hopfield与加拿大多伦多大学的AI先驱Geoffrey Hinton共同获得了今年的诺贝尔物理学奖。

如今已有91岁高龄的Hopfield是美国普林斯顿大学的荣休教授,他向《自然》讲述了他的得奖贡献是真正的物理学成就,以及我们为何要担心AI。

问:有人说您的获奖工作不是真正的物理学,而是属于计算机科学。您怎么看?

答:我对物理学的定义是,物理学不是你研究的对象,而是你研究的方法。如果你有来自物理学背景的人的态度,它就是一个物理学问题。我的父母都是物理学家,这塑造了我对什么是物理学的认知。对你而言,世界上的每件事都很有意思,因为你理解这件事发生背后的物理学。我从小被各种谜题围绕,我想找到这些问题的答案。

1981年,我在一个会议上发言,我的科研学生Terry Sejnowski坐在Geoff Hinton旁边。显然,Geoff知道如何让那种系统——我研究的机制——来表达计算机科学。他们交谈了一番,最后发表了他们合作的第一篇论文。Terry后来回忆起这一天,这是物理学问题进入计算机科学的故事。

问:您一开始从事的是物理学,后来如何研究起生物学的?

答:凝聚态物理在当时是新技术的支柱。但找到一个好问题越来越难,一个我能解决也想解决的问题。我有一个朋友Bob Shulman,我和他当时都在贝尔实验室,他刚从化学转到生物学,他开始谈论现在可以研究生物分子的细节了。我有了一个想法,也许可以用我们研究凝聚态的方法研究大分子。

问:您认为您的物理学方法给生物学带来了哪些不同?

答:我当时尝试集中我们对小系统的理解,然后看看是否能用它来理解更大的系统。也许你能从这一头的物理学跳到另一头的生物学?有些问题我可以想象到它的结论,因为我理解和它有抽象关联的物理系统。

问:1970年代末,您开始研究神经科学并尝试用人工神经元刺激大脑。Hopfield网络是如何诞生的?

答:我开始写一些简单的方程,关于一个神经系统的活性会如何随时间变化,因为这个系统会与自身和外部世界相互作用。你会联想到磁学里自旋系统相互作用的类似方程。这是真正启发我的地方,将一个领域的运动方程与另一个领域的方程匹配起来。

问:Hinton公开表达了他害怕AI的潜在危害。您担心吗?

答:我也很担心。核技术能让人们随意制造大型炸弹,也可以很有用。大家在理解什么是链式反应后就开始担心了。快进到1970年,生物学领域担心基因工程。如果你能以正确的方式改造一个病毒,你或许能让整个人类灭亡。这基本上就是链式反应。如果某人能在AI中创造这种危害,我都不会感到惊讶——以某种方式编程,让它变成自产生程序。

这个世界不需要AI以不受限的速度发展。我会一直担心,除非有一天我们能更好地理解所创造的系统的局限——你在这个危险阶梯上处于什么位置。

问:您对今天的博士生有什么建议吗?

答:当两个领域开始渐行渐远,看看它们之间的缝隙有没有有趣的东西。我一直觉得这种交界很有意思,因为这里有有趣的人,他们有不同的动机,听他们争辩能带来很多启发。这能让你看到他们觉得什么是真正有价值的,以及他们是如何解决问题的。如果他们没有解决问题的工具,那可能就有我的用武之地了。

问:您现在依然是活跃的研究人员吗?

答:我不教书了。我有一个合作者Dmitry Krotov,他的背景是理论物理学,和他交谈很好玩。如今我已经不做任何数学计算了。但我很享受与尝试提出和回答重要问题的人交流。看到人们在研究五花八门的问题非常有意思。当我还在教书时,我总是能接触年轻人,接触各种观点,这能帮助你保持年轻。

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

霍普菲尔德 人工智能 跨界研究 物理学 机器学习
相关文章