諾貝爾物理學(xué)委員會成員：人工智能何以成為今年諾獎“大贏家”。新京報地球連線出品
從當(dāng)?shù)貢r間10月8日一早開始，埃倫·穆恩斯（Ellen Moons）的一天格外忙碌。
穆恩斯在三年前加入諾貝爾物理學(xué)委員會，今年是她首次輪值擔(dān)任諾貝爾物理學(xué)委員會主席。前期她在篩選諾貝爾物理學(xué)獎提名的工作中投入了大量的心血，隨后又馬不停蹄地參與籌備宣布獎項(xiàng)的新聞發(fā)布會。
“作出諾貝爾物理學(xué)獎最終歸屬的決定只比直播的新聞發(fā)布會早上幾個小時?！蹦露魉拐f，那是非常漫長而緊張的一天，早上開會作出最終決定，再想辦法聯(lián)系獲獎?wù)弑救?，召開新聞發(fā)布會，回答不同記者的采訪問題，“但這也是非常奇妙的一天，能作為其中的一員，近距離體驗(yàn)這些步驟，真是太棒了。”
當(dāng)天瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2024年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國科學(xué)家約翰·霍普菲爾德和英國裔加拿大科學(xué)家杰弗里·欣頓，以表彰他們在使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)方面的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。
頒獎結(jié)果也讓不少人頗感意外，認(rèn)為將物理學(xué)獎項(xiàng)頒發(fā)給機(jī)器學(xué)習(xí)及人工智能領(lǐng)域的專家略顯牽強(qiáng)。甚至還有科學(xué)家毫不客氣地評價稱，“諾貝爾獎已被人工智能熱潮所裹挾。”
瑞典皇家科學(xué)院在發(fā)表的公報上進(jìn)一步解釋道，兩位諾貝爾物理學(xué)獎得主使用了物理學(xué)工具，為當(dāng)今強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)?！爸Z貝爾獎是件大事，很多人都對此有自己的看法。”穆恩斯指出，幾乎每一年的獎項(xiàng)都會引發(fā)討論甚至爭議，這在科學(xué)領(lǐng)域并不奇怪，委員會的觀點(diǎn)是他們的研究與發(fā)現(xiàn)確實(shí)值得這一榮譽(yù)。
一場漫長的篩選
當(dāng)?shù)貢r間10月8日上午11時45分左右，宣布諾貝爾物理學(xué)獎的新聞發(fā)布會正式開始。根據(jù)流程安排，由瑞典皇家科學(xué)院常任秘書漢斯·埃勒格倫先宣布今年諾貝爾物理學(xué)獎得主，再由穆恩斯對他們的研究進(jìn)行一個簡單的總結(jié)。
面對著世界各地通訊社架在屋內(nèi)的攝像機(jī)，穆恩斯介紹道，霍普菲爾德和欣頓利用統(tǒng)計物理的基本概念設(shè)計了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
“具體來說，霍普菲爾德研究出一個類似于人類大腦運(yùn)作的聯(lián)想記憶模型。”穆恩斯對新京報記者進(jìn)一步解釋，當(dāng)人收到不完全的信息并試圖理解其內(nèi)容時，會聯(lián)想起之前的知識或記憶，這也正是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)想記憶所做的工作。
欣頓又在此基礎(chǔ)上完成進(jìn)一步的突破。穆恩斯指出，在霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，欣頓將其統(tǒng)計化，添加了“隱藏節(jié)點(diǎn)”和“反向傳播”等概念，使得為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供一組數(shù)據(jù)成為可能。一個便于簡單理解的例子是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)之前看過的電影和喜歡過的電影為人們提供電影建議。
瑞典皇家科學(xué)院當(dāng)?shù)貢r間10月8日宣布，將2024年諾貝爾物理學(xué)獎授予約翰·J·霍普菲爾德（John J. Hopfield）和杰弗里·E·欣頓（Geoffrey E. Hinton），表彰他們在使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。受訪者供圖
在選出今年的諾貝爾物理學(xué)獎獲獎?wù)咧埃露魉菇?jīng)歷了一場漫長而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮Y選工作。
根據(jù)諾貝爾獎官網(wǎng)的介紹，從前一年9月份開始，成千上萬的科學(xué)院成員、大學(xué)教授、科學(xué)家、以前的諾貝爾獎獲得者等都被邀請?zhí)峤幌乱荒甑闹Z貝爾獎候選人，提名階段截至次年1月31日。接下來幾個月的時間里，諾貝爾物理學(xué)委員會將篩選出初步候選人，并咨詢專家對此工作進(jìn)行評估，撰寫報告。9月份，諾貝爾物理學(xué)委員會提交最終候選人的建議。瑞典皇家科學(xué)院在頒獎當(dāng)天早些時候負(fù)責(zé)評選最終的諾貝爾物理學(xué)獎得主，并召開發(fā)布會通報。
要對不同物理學(xué)領(lǐng)域中的杰出成就進(jìn)行選擇，本身就是一件極具挑戰(zhàn)性的事。同樣參與諾貝爾物理學(xué)獎評選流程的諾貝爾物理學(xué)委員會成員、瑞典烏普薩拉大學(xué)教授奧爾·埃里克森（Olle Eriksson）對新京報記者表示，篩選過程就好像奧運(yùn)會的馬拉松比賽，不同的是，在科學(xué)界的這場馬拉松里，有十個人幾乎同時跨越終點(diǎn)線，他們又要在這十個人之中選出略微領(lǐng)先的人。
諾貝爾基金會的章程規(guī)定，50年內(nèi)不得公開或私下披露有關(guān)提名的信息。盡管無法給出與其他獎項(xiàng)的比較細(xì)節(jié)，穆恩斯強(qiáng)調(diào)，僅就兩位獲獎?wù)叩难芯縼碚f，他們對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期階段做出了巨大貢獻(xiàn)，如今的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)依然基于這兩位諾貝爾獎得主在上世紀(jì)80年代所發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的原理。
相關(guān)技術(shù)已被用于推動多個領(lǐng)域的研究，包括粒子物理、材料科學(xué)和天體物理等，也已被用于日常生活之中?！斑@的確符合阿爾弗雷德·諾貝爾的遺愿，將獎項(xiàng)授予那些對人類利益做出最大貢獻(xiàn)的人。”穆恩斯說。
頒獎后的“跨界”爭議
不過，今年諾貝爾物理學(xué)獎的歸屬還是讓外界感到十分驚訝，連獲獎?wù)咝李D本人也表示“大吃一驚”。畢竟大多數(shù)人想到物理學(xué)時，腦海中很難第一個想到人工智能。
獎項(xiàng)出爐后也在計算機(jī)科學(xué)界引發(fā)不小漣漪。有專家認(rèn)為，這反映出人工智能正在產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使用過去甚至不可想象的方式分析數(shù)據(jù)成為可能，如今人們正處在科學(xué)史上的一個非凡時刻。但也有專家指出，獎項(xiàng)的授予未免有些牽強(qiáng)，不確定將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身說成是物理研究的結(jié)果是否公平，甚至懷疑諾貝爾獎的頒發(fā)受到人工智能熱潮的影響。
諾貝爾物理學(xué)委員會對此的解釋是，他們采取了更為廣泛的觀點(diǎn)，認(rèn)為兩位研究人員將他們的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究建立在物理學(xué)的基本概念和方法之上，而他們的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造又為人工智能的繁榮鋪平道路。
諾貝爾物理學(xué)委員會主席埃倫·穆恩斯。受訪者供圖
從整體上來看，霍普菲爾德和欣頓的研究本身就橫跨多種學(xué)科，將物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)結(jié)合在一起。1982年，霍普菲爾德發(fā)表了一篇論文，其中描述了一種由單層相互連接的神經(jīng)元構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以從任何合理大小的子部件中保留“記憶”，這篇文章最初還被歸類為“生物物理學(xué)”范疇。
欣頓在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了“玻爾茲曼機(jī)”，這是一種更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這種結(jié)構(gòu)允許網(wǎng)絡(luò)不僅能識別已知模式，還能生成新的、相似的模式。在研究中，欣頓利用了統(tǒng)計力學(xué)，即用統(tǒng)計學(xué)來描述系統(tǒng)中粒子行為的物理學(xué)領(lǐng)域，他與其他合著者還借用物理學(xué)家路德維?！げ柶澛拿謥砻麄兊木W(wǎng)絡(luò)。
埃里克森指出，物理定律深入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理之中，統(tǒng)計定律和基本方程也深深根植其中。所以要從更純粹的物理角度出發(fā)，而不是僅僅考慮它的應(yīng)用。
在某種程度上，外界的討論與爭執(zhí)并不太讓穆恩斯意外，科學(xué)界總是有著各種不同的觀念?！皫缀趺恳荒甑莫勴?xiàng)都會引發(fā)討論甚至爭議，報紙媒體也會有諸多報道，今年情況也是如此。這對我們來說并不奇怪，委員會對外的所有溝通交流中，我們都在試圖說清楚為什么他們兩人的研究值得一個諾貝爾獎?！蹦露魉拐f。
事實(shí)上，不只是諾貝爾物理學(xué)獎與人工智能相關(guān)，在第二天頒發(fā)的化學(xué)獎中，人工智能也占有一席之地。其中兩個獲獎?wù)咄ㄟ^人工智能模型實(shí)現(xiàn)了一個50年的夢想——預(yù)測蛋白質(zhì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
值得注意的是，人工智能在兩個獎項(xiàng)中的角色并不相同。穆恩斯指出，諾貝爾獎項(xiàng)間相互獨(dú)立，物理學(xué)獎和化學(xué)獎都頒發(fā)給了真正有突破性的研究，它們都值得獲獎。物理學(xué)獎表彰的是基于統(tǒng)計物理學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)早期發(fā)展。在化學(xué)獎中，獲獎?wù)吒嗍褂萌斯ぶ悄茏鳛楣ぞ??！敖衲臧l(fā)生的事情證明了人工智能具有重要的意義，它也將成為眾多研究領(lǐng)域的科學(xué)工具?！?/p>
人工智能的正反面
根據(jù)諾貝爾物理學(xué)委員會的說法，如今人工智能已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?，包括面部識別和語言翻譯的應(yīng)用。
在與埃里克森視頻采訪時，他對新京報記者舉例稱，“拿我們間的采訪溝通來說，我想再過幾年時間，（人工智能會讓）溝通更自如，我是瑞典人說瑞典語，你是中國人說中文，我們間的傳送和接收可以簡單地來回翻譯，甚至不需要考慮語音障礙，彼此完全用母語交流。”
埃里克森認(rèn)為，在霍普菲爾德和欣頓研究基礎(chǔ)上的許多應(yīng)用都讓人們的生活變得更好，在某種程度上連接了世界，使世界變得更小、彼此間更緊密友好。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)被用于許多前沿研究，在生活和科研中都能找到其應(yīng)用的身影。
與此同時，人工智能的快速發(fā)展也引起了外界對未來的擔(dān)憂。
諾貝爾物理學(xué)獎委員會成員、瑞典烏普薩拉大學(xué)教授奧爾·埃里克森。受訪者供圖
兩位諾貝爾獎得主也表達(dá)了類似的憂慮?；羝辗茽柕路Q人工智能的未知潛力和局限性十分令人不安。欣頓在新聞發(fā)布會上的電話連線說，他們也擔(dān)心人工智能的不良后果，尤其是當(dāng)這些事情失控后可能帶來的威脅，“我擔(dān)心，這種情況的總體后果可能是，比我們更智能的系統(tǒng)最終會控制一切?！?br>
作為人工智能的先驅(qū)，欣頓長期以來敦促人們對這項(xiàng)技術(shù)保持謹(jǐn)慎。他曾經(jīng)在其他媒體采訪中警告道，人工智能知道如何編程，它可能會繞過人們施加的限制，甚至想辦法操縱人們做它想做的事。
相比于其他人的擔(dān)憂，埃里克森對人工智能的未來顯得十分樂觀，“說實(shí)話，我對此一點(diǎn)都不擔(dān)心，人類的大腦是一個非常神奇的‘機(jī)器’，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)想要取代我們還有很長一段路要走，如果這一幕真的會發(fā)生的話。”
退一步來說，不僅是人工智能，幾乎所有科學(xué)研究都有正反兩面，既能造福人類，又有一定風(fēng)險。穆恩斯指出，重要的是，人們要對此進(jìn)行討論，充分分析風(fēng)險，科學(xué)家和決策者可以共同就如何使用它達(dá)成協(xié)議，
就人工智能而言，穆恩斯認(rèn)為，眼下科學(xué)界乃至整個社會的討論可能會促成關(guān)于如何使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的國際協(xié)議。與此同時，這些技術(shù)知識也在被廣泛傳播，不會只集中在少數(shù)人身上，這也在某種程度上降低了濫用技術(shù)的風(fēng)險。
這樣的工作已在進(jìn)行之中。去年年底，首屆人工智能安全峰會在英國布萊奇利園舉行。近30個國家和地區(qū)代表、多家國際組織和研究機(jī)構(gòu)代表、人工智能領(lǐng)域知名專家和業(yè)界領(lǐng)袖就前沿人工智能帶來的風(fēng)險類型、不同參與方應(yīng)對這些風(fēng)險的作用、人工智能在不同領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇等展開跨學(xué)科對話和討論。
世界多國政府都在邁步介入人工智能發(fā)展。歐盟正制定人工智能監(jiān)管法規(guī)。法國、德國和意大利近期就人工智能監(jiān)管達(dá)成一致，支持人工智能基礎(chǔ)模型“以行為準(zhǔn)則方式強(qiáng)制自我監(jiān)管”。美國政府有意敦促國會出臺人工智能監(jiān)管法規(guī)。
中國也在完善生成式人工智能發(fā)展和管理機(jī)制。據(jù)新華社報道，今年7月，《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革、推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的決定》提出，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全體制建設(shè)，建立人工智能安全監(jiān)管制度。
“走出自己的路”
從1901年開始，諾貝爾物理學(xué)獎已斷斷續(xù)續(xù)地頒發(fā)了上百年的時間，被認(rèn)為是世界上物理學(xué)界最負(fù)盛名的獎項(xiàng)。物理學(xué)也是阿爾弗雷德·諾貝爾在1895年的遺囑中首先提到的獎項(xiàng)領(lǐng)域。
諾貝爾獎官網(wǎng)中寫道，“19世紀(jì)末，許多人都認(rèn)為物理是最重要的學(xué)科，也許諾貝爾本人也這樣認(rèn)為。”
等待重磅獎項(xiàng)揭曉之時，人們也試圖從中找出規(guī)律，想要預(yù)測出哪一領(lǐng)域研究有可能是斬獲桂冠的最大熱門。穆恩斯回顧了諾貝爾物理學(xué)獎的歷史，稱從她個人觀察來看，在判斷哪個物理學(xué)分支領(lǐng)域會獲得諾貝爾物理學(xué)獎這一方面，似乎并不存在某種趨勢，因此想要預(yù)測下一個被授予榮譽(yù)的物理學(xué)分支領(lǐng)域?qū)⒎浅＠щy，“幾乎不太可能?！?/p>
但在過往的頒獎之中，也不是毫無特點(diǎn)可以總結(jié)。從1901年至2024年，諾貝爾物理學(xué)獎共頒發(fā)了118次。其中，47次的物理學(xué)獎授予單一獲獎?wù)撸?3次的物理學(xué)獎由兩位獲獎?wù)吖餐@得，38次的物理學(xué)獎由三位獲獎?wù)叻窒怼?/p>
穆恩斯說，“如果比較一下歷史和現(xiàn)在，會發(fā)現(xiàn)眼下科學(xué)研究更多在合作中完成。最初的1901年、1902年，通常只有一位科學(xué)家獲獎，而現(xiàn)在更常見的情況是，榮譽(yù)會被授予多個科學(xué)家?！?/p>
每當(dāng)進(jìn)入“諾獎周”，科學(xué)家們及其突破性研究會吸引全球各地的目光，頒獎前的預(yù)測，以及獎項(xiàng)公布后的科普。在穆恩斯看來，這也是諾貝爾物理學(xué)獎的價值所在，它標(biāo)志著科學(xué)史上的里程碑，既讓年輕人看到科學(xué)的歷史和發(fā)展，有一定教育意義，也激起了整個社會對科學(xué)的興趣，讓更多人了解這些知識。
參與諾貝爾物理學(xué)獎評選的工作，也不全是嚴(yán)肅緊張的。埃里克森回憶自己這兩年的工作稱，整個工作過程有趣且愉快，他周圍都是優(yōu)秀的同事，他們擁有其他物理學(xué)領(lǐng)域的知識，討論與評選過程對他而言也是一個學(xué)習(xí)的過程。
穆恩斯最激動的時刻則是在最終獲獎名單確認(rèn)后，聯(lián)系諾獎得主的時候?！拔覀兘?jīng)常處于不同的時區(qū)，有時他們正處在午夜，很難聯(lián)系，但當(dāng)我們最終成功與他們對話時，可以聽到他們的興奮和驚訝，那一刻非常美好?！?/p>
作為諾貝爾物理學(xué)委員會主席，談及未來諾貝爾物理學(xué)獎的方向及應(yīng)該進(jìn)行的改變。穆恩斯認(rèn)為，仍要堅持阿爾弗雷德·諾貝爾遺囑中的標(biāo)準(zhǔn)和話語。重要的是，確定對人類貢獻(xiàn)最大、造福最大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。在此基礎(chǔ)上，盡可能獲得多樣化提名，涵蓋物理學(xué)的不同領(lǐng)域，地域也需要多樣化，盡量在性別以及年齡方面取得平衡。
也有一些物理學(xué)家將獲得諾貝爾獎看作自己的職業(yè)目標(biāo)。對于他們，埃里克森建議道，科學(xué)家應(yīng)該獨(dú)立思考，追隨自己的夢想和興趣，這永遠(yuǎn)是第一位，“我不認(rèn)為自1901年以來，有任何一位諾貝爾獎得主是別人的追隨者，他們都走出了自己的路?！?/p>
除此之外，穆恩斯也補(bǔ)充了與他人合作的重要性，今年兩位贏得諾貝爾物理學(xué)獎的科學(xué)家就是很好的例子，他們跨越了許多不同的分支學(xué)科，“從固態(tài)物理學(xué)、材料物理學(xué)到生物物理學(xué)，甚至計算機(jī)科學(xué)，他們這一路非常精彩。如果沒有來自其他領(lǐng)域、其他科學(xué)家的靈感激發(fā)，可能很難走通這條路。聽聽其他領(lǐng)域科學(xué)家的意見，說不定會激發(fā)出好的想法?！?/p>
新京報記者 欒若曦
編輯 胡杰 校對 趙琳
