2024年诺贝尔物理学奖揭晓！

2024年诺贝尔物理学奖

瑞典皇家科学院10月8日宣布，将2024年诺贝尔物理学奖授予John J. Hopfield和Geoffrey E. Hinton，以表彰他们利用人工神经网络实现机器学习的奠基性发现和发明。

两人使用物理学工具开发了今天机器学习技术的基础方法。约翰·J·霍普菲尔德创造了一种关联记忆，它能够存储和重构图像以及其他模式类型。杰弗里·E·辛顿发明了一种能够自主发现数据中属性的方法，并执行任务，如识别图像中的特定元素。辛顿将霍普菲尔德网络的想法应用于一种新网络，这种新网络使用另一种方法：玻尔兹曼机。玻尔兹曼机可以学习给定数据类型的特征元素，可以用来分类图像或创建新材料。这种机器学习帮助推动了当今机器学习的快速发展。

约翰·J·霍普菲尔德，1933年出生于美国伊利诺伊州芝加哥市，1958年获得美国康奈尔大学博士学位，现任美国普林斯顿大学教授。

杰弗里·E·辛顿，1947年出生于英国伦敦，1978年获得英国爱丁堡大学博士学位，现任加拿大多伦多大学教授。

媒体聚焦

上海交通大学

洪亮  教授

物理与天文学院&自然科学研究院&张江高研院

诺贝尔物理学奖公布后，洪亮教授接受《上观新闻》采访表示，霍普菲尔德和辛顿此次获奖，可能将推动物理学科研范式的改变。物理学家可改变思维，正如诺奖评审改变思路一样，在更大程度上拥抱新的范式。前者得奖是因为hopefield网络，牵涉到统计物理领域能量最小化的概念，后者获奖的直接原因是boltzman机，运用了统计物理里面boltzman统计的基本原理在神经网络里面引入涨落。这只是表象，更深层次的理解：物理是理解这个世界的方法论。传统的方法论是bottom up，搞清楚底层机理（方程），通过不断地加近似然后理解复杂事物。但AI反其道行之，是基于数据推断，端到端给出预测。这也能解决问题，就像9号获得化学诺奖的《蛋白质结构预测》，最开始研究这个问题的是统计物理学家，他们基于物理计算来预测蛋白结构，但深度学习在这个问题上完胜了传统（bottom up）的物理计算。如果科学问题本身就是如何预测一个给定序列蛋白的三维结构，及其功能。那么显然我们的物理底层知识和方程是不够的，但基于大数据的ai方法是能解决这个科学问题的。那么基于数据的推断就是在这个科学问题上更好的方法论。这无疑是对传统物理方法论的一种冲击。这次诺奖显示了物理学的包容，我们期待看到更多基于数据推断的工具在物理学涌现，帮助我们找到更好的超导材料，帮我们找到更优的聚变控制方法等等。

相关链接（点击阅读原文）：

https://www.shobserver.com/staticsg/res/html/web/newsDetail.html?id=804926

☆ 近5年诺贝尔物理学奖得主 ☆

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和安妮·勒惠利尔（Anne L’Huillier），以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。

2022年诺贝尔物理学奖授予阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、约翰·克劳泽（John Clauser）和安东·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。他们通过光子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界中不成立，并开创了量子信息这一学科。

2021年诺贝尔物理学奖授予日裔美籍科学家真锅淑郎（Syukuro Manabe）和德国科学家克劳斯·阿塞尔曼（Klaus Hasselmann），以表彰他们“对地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖”的贡献，另一半授予意大利科学家乔治·帕里西（Giorgio Parisi），表彰他 “发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响”。

2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），另一半共同授予莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和安德里亚·格兹。罗杰·彭罗斯因发现“黑洞的形成是广义相对论的有力预测”而获奖，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹则因“在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体”而获奖。

2019年诺贝尔物理学奖授予詹姆斯·比波斯（James Peebles）、米歇尔·马约尔（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz），以表彰在宇宙认知的颠覆性贡献。其中，詹姆斯·比波斯因“在物理宇宙学上的理论发现”独享一半奖金，米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因“发现一颗环绕类太阳恒星的系外行星”共享另一半奖金。

敬请期待物理与天文学院诺奖解读活动

诺奖解读往期回顾（点击图片阅读）

2019年《两类天文研究的奇妙组合》

2020年《黑洞——宇宙中的怪兽》

2021年《寻找复杂物理系统中的规律》

2023年《阿秒物理》

图文编辑：叶丹

责任编辑：叶丹、朱敏

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