Nobel za sztuczną inteligencję. Zaskakujący, bo z fizyki

Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki przyznano Geoffreyowi Hintonowi i Johnowi Hopfieldowi za ich fundamentalną pracę nad sztucznymi sieciami neuronowymi, technologią, która napędza współczesne uczenie maszynowe. Dokonania laureatów Nagrody nadały nowy bieg sztucznej inteligencji, dziedzinie, której użyteczność możemy doceniać każdego dnia i której znaczenie rośnie nieprzerwanie od lat.

 

John Hopfield to fizyk, który w 1982 roku zbudował sieć zdolną do zapamiętywania i przypominania sobie wzorców, dzięki przekształceniom swoich fizycznych właściwości. 

 

Sieć Hopfielda można porównać do grupy przyjaciół, którzy próbują wspólnie zapamiętać piosenkę. Każdy przyjaciel może pamiętać różne części piosenki, a gdy zaczynają śpiewać, pomagają sobie nawzajem wypełnić luki, nawet jeśli ktoś zaczyna od kilku złych nut. Na koniec wszyscy są w stanie zaśpiewać całą piosenkę, tak jak sieć Hopfielda jest w stanie odzyskać pełną pamięć z niekompletnego lub zaszumionego wejścia. Opis oraz proces uczenia sieci Hopfielda wywodzi się bezpośrednio z fizyki statystycznej i sprowadza się do szukania najmniejszej energii dla pewnych układów atomowych. Właśnie stany układu o niskiej energii, stany stabilne, odpowiadają za przełomową cechę sieci – pamięć skojarzeniową. 

 

Ten pomysł rozwinął drugi laureat, informatyk Geoffrey Hinton, budując własny wynalazek: maszynę Boltzmanna. Był to wczesny model uczenia się w sieciach neuronowych oparty na zasadach termodynamiki, mogący nauczyć się rozpoznawania charakterystycznych elementów w konkretnym typie danych.

 

Ostatecznie Hinton stał się „ojcem chrzestnym głębokiego uczenia” dzięki tzw. algorytmowi propagacji wstecznej, metodzie kluczowej dla procesu uczenia się sieci neuronowych. Początkowo uważany za nieistotny, algorytm ten umożliwił spektakularny rozwój sztucznej inteligencji. Pozwolił na rozwój uczenia maszynowego. W konsekwencji pozwolił nie tylko na stworzenie takich narzędzi jak ChatGPT, ale też błyskawiczny rozwój niemal każdej dziedziny wiedzy. 

Tegoroczna Nagroda Nobla z fizyki jest pewnym zaskoczeniem, gdyż dokonania laureatów wpisują się głównie w dziedzinę informatyki, nie fizyki. Komitet Noblowski podkreślił jednak, że pierwsze idee laureatów wywodzą się bezpośrednio z modeli fizyki statystycznej, a następstwa ich dokonań – współczesne sieci neuronowe – mają istotny wkład w analizę danych eksperymentów fizycznych, modelowania klimatu czy badań nad nowymi materiałami.