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約翰·霍普菲爾德

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約翰·霍普菲爾德2024年諾貝爾物理學獎得主
John Hopfield
出生 (1933-07-15) 1933年7月15日（91歲）
 美國伊利諾伊州芝加哥
母校斯沃斯莫爾學院
康奈爾大學
知名於霍普菲爾德神經網絡
電磁極化子
動力學校對（英語：Kinetic proofreading）
獎項奧利弗·巴克利獎（1969）
ICTP狄拉克獎章（2001）
哈羅德·彭德獎（英語：Harold Pender Award） (2002)
阿爾伯特·愛因斯坦世界科學獎（2005）
富蘭克林研究所本傑明·富蘭克林獎章（2019）
波茲曼獎（2022）
諾貝爾物理學獎（2024）
科學生涯
研究領域物理學
分子生物學
神經科學
機構貝爾實驗室
普林斯頓大學
加州大學伯克利分校
加州理工學院
論文激子對晶體復介電常數貢獻的量子力學理論（A Quantum-Mechanical Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals）（1958）
博士導師艾伯特·奧弗豪瑟（英語：Albert Overhauser）
博士生戴維·J·C·麥凱
特里·謝諾夫斯基（英語：Terry Sejnowski）
伯特蘭·霍爾珀林
史蒂文·吉爾文（英語：Steven Girvin）
埃里克·溫弗里（英語：Erik Winfree）
李兆平（英語：Li Zhaoping）
何塞·奧努奇奇（英語：José Onuchic）[1]

約翰·約瑟夫·霍普菲爾德（英語：John Joseph Hopfield，1933年7月15日—[2]），美國科學家，1982年發明了聯想神經網絡，現在通常稱為霍普菲爾德網絡。2024年，霍普菲爾德與傑弗里·辛頓共同獲得諾貝爾物理學獎。[3]

生平

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約翰·霍普菲爾德1933年出生於美國芝加哥[2]，父親是物理學家約翰·J·霍普菲爾德（英語：John J. Hopfield (spectroscopist)）[4]。

1954年，霍普菲爾德獲得斯沃斯莫爾學院文學士學位[2]，1958年獲康奈爾大學凝聚態物理博士學位（導師為艾伯特·奧弗豪瑟（英語：Albert Overhauser））[2]。畢業後在貝爾實驗室的理論小組工作了兩年，研究血紅蛋白結構[2][4]。之後在加州大學柏克萊分校物理系、普林斯頓大學物理系、加州理工學院化學與生物系擔任研究員，又回到普林斯頓，擔任分子生物學霍華德·A·普賴爾（Howard A. Prior）榮譽教授[5]。

1986年，他與其他人在加州理工創辦計算和神經系統（英語：Computation and Neural Systems）博士項目[6]。

研究領域

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1958年，他撰寫了關於激子在晶體中相互作用的研究論文，當中創造極化子一詞來表示固體物理學中出現的准粒子[7][8]

1974年，他發明一種修復生物化學反應錯誤的機制，稱之為動力學校對（英語：kinetic proofreading），以此解釋DNA複製的準確性[9][10]。

1982年，他首次發表神經科學領域的論文，題為《具有新興集體計算能力的神經網絡和物理系統》（"Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities"），提出了一種可以用作內容可尋址內存、由可以「開」和「關」的二元神經元組成的類神經網絡，這就是後來的霍普菲爾德神經網絡[11][4]。最初的霍普菲爾德神經網絡存在內存有限的問題，這一問題直到2016年才被霍普菲爾德與迪米特里·科洛托夫（Dimitry Krotov）解決[12][13]，兩人推出的大內存神經網絡被稱為現代霍普菲爾德神經網絡（英語：Modern Hopfield network）。

1985年至1986年，霍普菲爾德與大衛·W·坦克（英語：David W. Tank）共同開發了一個使用模擬模型、基於連續時間動力學解決離散優化問題的方法[14][15]。相關優化問題被編碼在網絡的交互參數（權重）中。模擬系統的有效溫度逐漸降低，效果如同使用模擬退火進行全局優化（英語：Global optimization）[12]。

榮譽

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參考資料

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  1. ^ John Joseph Hopfield在數學譜系計畫的資料。
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Hopfield, John J.. history.aip.org. [2024-10-08]. 
  3. ^ The Nobel Prize in Physics 2024. NobelPrize.org. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08） （美國英語）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Lindsay, Grace. Models of the Mind: How Physics, Engineering and Mathematics Have Shaped Our Understanding of the Brain. Bloomsbury Publishing. 2021-03-04 [2024-10-08]. ISBN 978-1-4729-6645-2. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  5. ^ Office of Communications. Princeton's John Hopfield receives Nobel Prize in physics. Princeton University. 2024-10-08 [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  6. ^ Caltech Celebrates 30 Years of its Computation and Neural Systems Option | Caltech Alumni. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08） （美國英語）. 
  7. ^ Hopfield, J. J. Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals. Physical Review. 1958-12-01, 112 (5): 1555–1567. Bibcode:1958PhRv..112.1555H. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.112.1555 （英語）. 
  8. ^ Agranovich, Vladimir M. Excitations in Organic Solids. OUP Oxford. 2009-02-12 [2024-10-08]. ISBN 978-0-19-155291-5. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  9. ^ Hopfield, J. J. Kinetic Proofreading: A New Mechanism for Reducing Errors in Biosynthetic Processes Requiring High Specificity. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1974, 71 (10): 4135–4139. Bibcode:1974PNAS...71.4135H. ISSN 0027-8424. PMC 434344 可免費查閱. PMID 4530290. doi:10.1073/pnas.71.10.4135 可免費查閱 （英語）. 
  10. ^ Flyvbjerg, Henrik; Jülicher, Frank; Ormos, Pal; David, Francois. Physics of Bio-Molecules and Cells: Les Houches Session LXXV, 2-27 July 2001. Springer Science & Business Media. 2003-07-01 [2024-10-08]. ISBN 978-3-540-45701-5. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  11. ^ Hopfield, J J. Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities.. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. April 1982, 79 (8): 2554–2558. Bibcode:1982PNAS...79.2554H. ISSN 0027-8424. PMC 346238 可免費查閱. PMID 6953413. doi:10.1073/pnas.79.8.2554 可免費查閱. 
  12. ^ 12.0 12.1 The Nobel Committee for Physics. Scientifc Background to the Nobel Prize in Physics 2024 (PDF). The Royal Swedish Academy of Sciences. 2024-10-08 [2024-10-08]. （原始內容存檔 (PDF)於2024-10-08）. 
  13. ^ Krotov, Dmitry; Hopfield, John J. Dense Associative Memory for Pattern Recognition. Advances in Neural Information Processing Systems (Curran Associates, Inc.). 2016, 29 [2024-10-08]. arXiv:1606.01164 可免費查閱. （原始內容存檔於2024-06-19）. 
  14. ^ Hopfield, J. J.; Tank, D. W. "Neural" computation of decisions in optimization problems. Biological Cybernetics. 1985-07-01, 52 (3): 141–152 [2024-10-08]. ISSN 1432-0770. PMID 4027280. doi:10.1007/BF00339943. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  15. ^ Hopfield, John J.; Tank, David W. Computing with Neural Circuits: A Model. Science. 1986-08-08, 233 (4764): 625–633 [2024-10-08]. Bibcode:1986Sci...233..625H. ISSN 0036-8075. PMID 3755256. doi:10.1126/science.3755256. （原始內容存檔於2024-04-14） （英語）. 
  16. ^ Honors and Award Winners. American Physical Society. [2024-10-08]. 
  17. ^ John J. Hopfield. www.nasonline.org. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2019-03-24）. 
  18. ^ John Joseph Hopfield. American Academy of Arts & Sciences. 2023-10-12 [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08）. 
  19. ^ Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement. www.achievement.org. American Academy of Achievement（英語：American Academy of Achievement）. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2016-12-15）. 
  20. ^ APS Member History. search.amphilsoc.org. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2023-10-18）. 
  21. ^ Dirac Medallist 2001 | ICTP. www.ictp.it. [2023-10-20]. （原始內容存檔於2024-10-08）. 
  22. ^ Princeton Physicist Garners Dirac Medal. Physics Today. 2001-10-01, 54 (10): 85 [2024-10-08]. Bibcode:2001PhT....54S..85.. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.1420565 可免費查閱. （原始內容存檔於2024-10-08） （英語）. 
  23. ^ The Harold Pender Award Lecture. Penn Engineering. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08）. 
  24. ^ Albert Einstein World Award of Science 2005. [2013-08-13]. （原始內容存檔於2013-10-23）. 
  25. ^ John Hopfield, Array of Contemporary Physicists. [2013-10-19]. （原始內容存檔於2013-10-19）. 
  26. ^ Laureates Search. The Franklin Institute Awards. Franklin Institute. [2015-05-08]. （原始內容存檔於2015-05-13）. 
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  28. ^ The Nobel Prize in Physics 2024. Nobel Media AB. [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08）. 
  29. ^ Nobel Prize. Announcement of the 2024 Nobel Prize in Physics. 2024-09-11 [2024-10-08]. （原始內容存檔於2024-10-08） –透過YouTube. 

外部連結

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