2024 年諾貝爾物理學獎讓許多人驚呼“物理學不存在了!”因為它頒給了約翰?霍普菲爾德(John J.Hopfield)和杰弗里?辛頓(Geoffrey E. Hinton),理由是他們?yōu)闄C器學習奠定了基礎(chǔ),為今天包括ChatGPT 在內(nèi)的人工智能鋪平了道路。
雖然成就斐然,而且可以預期必將深刻影響人類文明的未來,然而,會不會有那么一點兒不太“物理”?。?/p>
霍普菲爾德,真正的物理學家
要說不夠物理,獲獎者約翰·霍普菲爾德可未必同意——他本人就是物理學出身,雖然跨界生物學和神經(jīng)科學研究多年,但2006 年還擔任了美國物理學會的主席。
霍普菲爾德出生于1933 年,爸媽都是物理學家,從小就在物理學的世界里長大。他喜歡拆解家中的物品,如電視機、收音機,甚至他的自行車和模型飛機,以觀察它們的工作原理。于是,他從小就建立起了一個意識:這個世界是可以理解的,你可以拆開任何的東西,理解各部分之間的關(guān)系,并通過做實驗建立起定量的理解。
盡管他的父親因為經(jīng)濟大蕭條被迫改行,但這并未影響霍普菲爾德對物理學的熱情。他在斯沃斯莫爾學院選擇了物理學專業(yè),并最終走上了科學研究的道路。
起初,霍普菲爾德對固體物理學感興趣,并因此去了康奈爾大學讀博士,畢業(yè)后又去了貝爾實驗室,之后還在加州大學伯克利分校和普林斯頓大學工作。然而,據(jù)霍普菲爾德本人說,他在科學問題上的注意力持續(xù)時間相對較短,總是在尋找更有趣的問題。
后來他轉(zhuǎn)向了生物物理學,之后又轉(zhuǎn)向了生物動力學,還發(fā)表了2 篇論文。在霍普菲爾德看來,物理學和生物化學的思路不一樣:對于不會發(fā)生的事,生物化學基本不考慮;但物理學認為,大多數(shù)化學反應在室溫下都是可能的。這種思維上的區(qū)別,讓他能夠以不同的角度看待生物學問題。也因為那些研究,他離開了普林斯頓大學物理學院,進入加州理工學院化學和生物科學學院工作。此時的貝爾霍普菲爾德已經(jīng)40 多歲了,但他還沒進入最終讓他獲得諾貝爾獎的那個研究領(lǐng)域。
1977 年,麻省理工學院的生物學教授弗朗西斯·奧托·施密特(Francis O. Schmitt)邀請他加入一個神經(jīng)科學研究項目?;羝辗茽柕虏恢绖e人為什么推薦他,而且根據(jù)他自己所說,他當時在會議上講了關(guān)于生物分子精確性的研究,在場40 名不同領(lǐng)域的專家都沒聽懂,可是,他還是以物理學家的身份進入了這個研究項目。
然后,他就對神經(jīng)科學著迷了。
1979 年,他開始研究簡單網(wǎng)絡中二元神經(jīng)元的計算動力學。1982 年,年近五旬的他發(fā)表論文,介紹了一種現(xiàn)在被稱為霍普菲爾德網(wǎng)絡的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡,這也正是為他帶來諾貝爾獎榮譽的研究。如今他91 歲了。
有趣的是,今年的另外一位獲獎人杰弗里?辛頓,搞了一輩子神經(jīng)網(wǎng)絡,卻沒有一種網(wǎng)絡被稱為“辛頓網(wǎng)絡”?;羝辗茽柕乱粋€搞物理的,反倒創(chuàng)造了用自己名字命名的霍普菲爾德網(wǎng)絡——還真是造化弄人。
辛頓:家庭不允許我當學渣
辛頓家絕對是標準的書香門第,杰弗里的曾祖父,查爾斯·辛頓,娶了喬治·布爾的的女兒——此布爾是英國著名數(shù)學家,提出了“布爾代數(shù)”。布爾的妻子瑪麗·愛倫·布爾(Mary Ellen Boole)是一位自學成才的數(shù)學家,幫助丈夫編纂了數(shù)學著作。
瑪麗的叔叔喬治·埃弗勒斯(George Everest),是著名探險家、地理學家,他的學生用“埃弗勒斯”給珠穆朗瑪峰做了英文名(而埃弗勒斯本人表示反對)。瑪麗的妹妹埃捷爾(Ethel),更被中國人熟知的身份是《牛虻》的作者伏尼契夫人——伏尼契是她的夫姓。
曾祖父查爾斯本人也是數(shù)學家,同時創(chuàng)作科幻小說。
杰弗里的父親是昆蟲學家、英國皇家學會成員。杰弗里的堂姑是寒春(Joan Hinton)。寒春是物理學博士,曾參與曼哈頓計劃,后與未婚夫陽早來到中國,從事農(nóng)業(yè)相關(guān)工作。寒春的哥哥韓丁(William Hinton)也與中國有很深的淵源,著有《翻身——中國一個村莊的革命紀實》。
辛頓家的各種血親姻親里,還包括查爾斯·霍頓,數(shù)學家,首次提出四維超正方體;塞巴斯蒂安·霍頓,戶外攀爬架的發(fā)明者;露西·埃弗勒斯,第一位被選入皇家化學學會的女性……
書香門第,外加嚴厲的父母,讓杰弗里從小就倍感壓力。媽媽給他的童年教育是“做不成學者,就是個渣渣”(Bean academic, or be a failure)。爸爸說:“你要是像我一樣努力,等你到了我現(xiàn)在年紀的兩倍時,估摸著能達到我現(xiàn)在的成就!”在彭博社的采訪里,杰弗里說:“大概在7 歲的時候,我就意識到一件事:我不讀個博士是不行的。”
辛頓曾對人工智能說“后悔”
對于他親自奠定了基礎(chǔ),如今正在飛速發(fā)展的人工智能,辛頓感到了“后悔”。
在2023 年5 月離開谷歌后,辛頓終于能毫無顧忌地警示“人工智能的風險”了。而在10 年之前,辛頓與2名學生創(chuàng)立了深度神經(jīng)網(wǎng)絡研究公司DNNresearch,在ImageNet 圖像識別競賽中取得了突破性成績,從而引起了科技巨頭們的注意。谷歌收購了該公司,辛頓隨即加入,負責“谷歌大腦”(Google Brain)的部分研究工作。
離開谷歌后,辛頓在多個場合表達了自己的擔憂。
2024 年2 月,在牛津大學Romanes 講座上,他說:“如果數(shù)字超級智能真的想要控制世界,我們不太可能阻止它?!?/p>
他越是使用ChatGPT,越是感到不安,他說它的理解水平似乎代表了人工智能的一個新時代。當辛頓開始他的研究時,沒人認為他所從事的方向會成功,即使開始成功,也沒有人想到會這么快成功。所以辛頓既期待它在很多領(lǐng)域作出貢獻,也擔心技術(shù)由于發(fā)展太快會被濫用。
辛頓擔心人工智能可能會取代人類的工作,導致大量失業(yè),尤其是在那些涉及例行任務的職位上,如律師助理、個人助理和翻譯。辛頓認為人工智能創(chuàng)造的財富可能會加劇全球貧富差距,因為新增的財富可能會流向已經(jīng)富有的人群,而不是窮人。
辛頓曾在社交媒體上這樣寫道:“毛毛蟲吸取營養(yǎng),而后化繭成蝶。人們已經(jīng)提取了數(shù)十億個理解的金塊,而GPT-4 就是人類的蝴蝶。”很多人看到過這句話。
是辛頓開創(chuàng)的技術(shù),導致了這種蛻變的發(fā)生,但按他現(xiàn)在的想法,蛻變還遠沒結(jié)束。辛頓在積極推動建設(shè)人工智能監(jiān)管框架、建立人工智能安全共識,以免人工智能通向人類無法控制的未來。
不過,得知自己獲得諾貝爾物理學獎之后,老爺子倒是沒有再次表示“后悔”,而是順手取消了核磁共振檢查。