北京時間10月8日下午5點45分許，2024年諾貝爾物理學獎揭曉。美國和加拿大科學家John J. Hopfield、Geoffrey E. Hinton獲獎，以表彰他們“基于人工神經網絡實現機器學習的基礎性發現和發明”。
2024年的諾貝爾獎單項獎金為1100萬瑞典克朗，與2023年持平，合人民幣744.117萬元。
John J. Hopfield，1933年出生于美國芝加哥。1958年從美國康奈爾大學獲得博士學位。目前為美國普林斯頓大學教授。
Geoffrey E. Hinton，1947年出生于英國倫敦。1978年從英國愛丁堡大學獲得博士學位。目前為加拿大多倫多大學教授。
今年的兩位諾貝爾物理學獎得主使用物理學的工具來開發方法，這些方法是當今強大的機器學習的基礎。John J. Hopfield創造了一種聯想記憶，可以存儲和重建圖像和其他類型的數據模式。Geoffrey Hinton發明了一種方法，可以自動發現數據中的屬性，從而執行識別圖片中的特定元素等任務。
當我們談論人工智能時，我們通常指的是使用人工神經網絡的機器學習。這項技術最初是受到大腦結構的啟發。在人工神經網絡中，大腦的神經元由具有不同值的節點表示。這些節點通過連接相互影響，這些連接可以被比作突觸，可以增強或減弱。例如，通過在同時具有高值的節點之間建立更強的連接來訓練網絡。今年的獲獎者從20世紀80年代開始就在人工神經網絡方面開展了重要的工作。
John Hopfield發明了一種網絡，可以使用一種方法來保存和重建模式。我們可以把節點想象成像素。Hopfield網絡利用物理學來描述材料的特性，這是由于它的原子自旋——使每個原子成為微小磁鐵的一種特性。整個網絡的描述方式相當于物理中發現的自旋系統中的能量，并通過尋找節點之間的連接值來訓練，以便保存的圖像具有低能量。當Hopfield網絡得到一張扭曲或不完整的圖像時，它會有條不紊地通過節點并更新它們的值，這樣網絡的能量就會下降。因此，網絡逐步找到最像它輸入的不完美圖像的已存圖像。
Geoffrey Hinton使用Hopfield網絡作為新網絡的基礎，它采用了一種不同的方法——玻爾茲曼機。它可以學習識別給定類型數據中的特征元素。Hinton使用了統計物理學的工具，這是一門由許多相似內容組成的系統科學。通過給機器輸入在實際運行時很可能出現的例子來訓練它。玻爾茲曼機器可以用來對圖像進行分類，或者為它所訓練的模式類型創建新的例子。Hinton在這項工作的基礎上，幫助開啟了當前機器學習的爆炸性發展。
“獲獎者的工作已經帶來了巨大的好處。在物理學中，我們在廣泛的領域使用人工神經網絡，例如開發具有特定性能的新材料。”諾貝爾物理學委員會主席Ellen Moons說。
過去10年諾貝爾物理學獎得主名單
2023年——美國科學家Pierre Agostini、德國科學家Ferenc Krausz和法國/瑞典科學家Anne L’Huillier獲獎，獲獎理由是“開發了產生阿秒光脈沖的實驗方法，用于研究物質中的電子動力學”。
2022年——法美奧三位科學家Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger獲獎，獲獎理由是“進行了糾纏光子的實驗，確立了貝爾不等式的違反，并開創了量子信息科學”。
2021年——美德意三位科學家因“對人們理解復雜物理系統的開創性貢獻”而獲獎。美籍日裔科學家Syukuro Manabe、德國科學家Klaus Hasselmann的獲獎理由是“物理模擬地球氣候，量化變化和可靠地預測全球變暖”；意大利科學家Giorgio Parisi的獲獎理由是“發現從原子到行星尺度的物理系統的無序和波動的相互作用”。
2020年——英國科學家Roger Penrose獲獎，獲獎理由是“發現黑洞形成是廣義相對論的一個有力預測”；另外兩位獲獎者是德國和美國科學家Reinhard Genzel、Andrea Ghez，獲獎理由是“在銀河系中心發現了一個超大質量的致密天體”。
2019年——美國科學家James Peebles獲獎，獲獎理由是“在物理宇宙學的理論發現”；另外兩位獲獎者是瑞士科學家Michel Mayor和Didier Queloz，獲獎理由是“發現了一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星”。
2018年——美法加三位科學家Arthur Ashkin、Gerard Mourou和Donna Strickland獲獎，獲獎理由是“在激光物理學領域所作出的開創性發明”。
2017年——三位美國科學家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne獲獎，獲獎理由是“對LIGO探測器和引力波觀測的決定性貢獻”。
2016年——英美三位科學家David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz獲獎，獲獎理由是“理論發現拓撲相變和拓撲相物質”。
2015年——日本科學家Takaaki Kajita和加拿大科學家Arthur B. McDonald獲獎，獲獎理由是“發現了中微子振蕩，表明中微子具有質量”。
2014年——日本及美國三位科學家Isamu Akasaki、Hiroshi Amano、Shuji Nakamura獲獎，獲獎理由是“發明了高效藍光二極管，帶來了明亮而節能的白色光源”。
諾貝爾物理學獎小知識
——截至2023年，諾貝爾物理學獎共頒發了117次，沒有頒發的六年分別是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。
——從1901年至2023年，共225人次獲獎，實際獲獎個人為224人，因為美國物理學家John Bardeen于1956年和1972年兩次獲獎。
——117次頒獎中，47次為單獨獲獎者，32次為2人共享，38次為3人共享。
——最年輕的獲獎者是英國物理學家Lawrence Bragg，1915年因“用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻”與父親一起獲獎，時年25歲。
——最年長的獲獎者是美國物理學家Arthur Ashkin，2018年因“在激光物理學領域所作出的開創性發明”獲獎，時年96歲。
——224位諾貝爾物理學獎得主中，有5位女性。分別是1903年的居里夫人（居里夫人另外還獲得1911年的化學獎）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland、2020年的Andrea Ghez，以及2023年的Anne L’Huillier。
——諾獎史上的“家庭”諾獎。
夫婦：Marie Curie和Pierre Curie夫婦獲得1903年的諾貝爾物理學獎；
父子：William Bragg和Lawrence Bragg父子獲得1915年的諾貝爾物理學獎；Niels Bohr獲得1922年諾貝爾物理學獎，其子Aage N. Bohr獲得1975年諾貝爾物理學獎；Manne Siegbahn獲得1924年諾貝爾物理學獎，其子Kai M. Siegbahn獲得1981年諾貝爾物理學獎；J. J. Thomson獲得1906年諾貝爾物理學獎，其子George Paget Thomson獲得1937年諾貝爾物理學獎。
