约翰·霍普菲尔德(John J. Hopfield),男,1933年7月15日出生于美国
伊利诺伊州芝加哥,
康奈尔大学物理学博士,
生物物理学家、神经科学家、计算机科学家,
美国国家科学院院士,
普林斯顿大学教授,2024年
诺贝尔物理学奖。
约翰·霍普菲尔德1954年本科毕业于
斯沃斯莫尔学院,1957年博士毕业于
康奈尔大学,之后进入
贝尔实验室成为了一名理论物理组技术人员,并开始其科研生涯。1968年,约翰·霍普菲尔德获得古根海姆奖学金,而后返回
美国转向研究物理学和生物学交叉领域。1969年,约翰·霍普菲尔德获得
美国物理学会奥利弗·E·巴克利凝聚态物质奖。1971年,成为总统科学咨询委员会(PSAC)战略军事小组成员。1973年,成为
贝尔电话实验室分子生物物理学组技术人员。1974年,约翰·霍普菲尔德证明基因表达中存在的高精度可以通过称为“动力学校对”的偶联化学反应来解释,该发现为遗传学领域做出了重大贡献。1982年,约翰·霍普菲尔德提出了
Hopfield神经网络(HNN),该神经网络模型解释了
神经元系统如何相互作用以产生稳定的记忆,对
人工智能和神经网络的发展影响深远。1997年,约翰·霍普菲尔德担任
普林斯顿大学大学教授;2001年,担任Howard A. Prior分子生物学教授。2006年,约翰·霍普菲尔德成为
美国物理学会(APS)主席。约翰·霍普菲尔德研究领域具有跨学科性质,涉及
固体物理学、分子生物学、
神经科学以及
计算机科学。
约翰·霍普菲尔德曾获神经科学学会斯沃茨奖、
宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的哈罗德·彭德奖、
国际理论物理中心的
狄拉克奖章以及国际神经网络学会的亥姆霍兹奖等荣誉奖项。2022年获玻尔兹曼奖。2024年10月8日,约翰·霍普菲尔德因“利用
人工神经网络进行机器学习做出的基础性发现和发明”获得2024年
诺贝尔物理学奖。
1954年,约翰·霍普菲尔德在
斯沃斯莫尔学院获得物理学学士学位,之后进入
康奈尔大学学习理论凝聚态物理学,1957年获得物理学博士学位。
1958年,约翰·霍普菲尔德成为
贝尔实验室的技术人员;1960年任
巴黎高等师范学院客座物理学家;1961年,约翰·霍普菲尔德任
加利福尼亚大学伯克利分校物理学副教授;1964年任普林斯顿大学物理学教授,其间曾赴英国剑桥卡文迪什实验室访问学习;1965年,成为
美国航空航天局(NASA)第谷研究组成员;1968年,约翰·霍普菲尔德获得古根海姆奖学金后返回
美国,转向研究物理学和生物学的交叉领域。1969年,约翰·霍普菲尔德荣获
美国物理学会奥利弗·E·巴克利凝聚态物质奖。2006年,成为美国物理学会(APS)主席。
1971年,成为总统科学咨询委员会(PSAC)战略军事小组成员。1973年,成为
贝尔电话实验室分子生物物理学组技术人员。1974年,霍普菲尔德证明基因表达中存在的高精度可以通过称为“动力学校对”的偶联化学反应来解释。该发现为遗传学领域做出重大贡献。1980年任
加州理工学院化学与生物学教授,并成为
加州理工学院计算与神经系统项目主席。1982年,成为
巴特尔纪念研究所董事会成员。1997年,约翰·霍普菲尔德任
普林斯顿大学分子生物学教授。2001年,担任Howard A. Prior分子生物学教授。
1982年,霍普菲尔德开发了一个神经网络模型来解释大脑如何回忆记忆。1983年,成为
加州大学圣塔芭芭拉分校理论物理研究所顾问委员会成员。1984年,成为
新泽西州默里山AT&T贝尔实验室技术人员成员。1985年,约翰·霍普菲尔德荣获
美国物理学会马克斯·德尔布鲁克生物物理学奖。1990年,约翰·霍普菲尔德成为
哈维穆德学院董事会成员。1995年,成为
美国国家科学院出版委员会主席。2022年,因其研究扩展了
统计物理学的边界,使其涵盖生命现象,从分子水平信息传输的
动力学校对到神经网络的动力学,获得2022年玻尔兹曼奖。2024年10月8日,
瑞典皇家科学院决定将2024年
诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和
杰弗里·辛顿(Geoffrey E. Hinton),“以表彰他们为利用
人工神经网络进行机器学习做出的基础性发现和发明”。
约翰·霍普菲尔德研究领域广泛,他以固体物理学家的身份开始职业生涯,之后转向分子生物学并在
神经科学领域开展开创性研究。约翰·霍普菲尔德的研究领域包括光合作用中重要的电子转移过程、
脱氧核糖核酸转录和表达中的生物校对机制以及大脑功能与
计算机之间的关系。
1982年,约翰·霍普菲尔德提出了
Hopfield神经网络(HNN),解释了
神经元系统如何相互作用以产生稳定的记忆,以及神经元系统如何应用简单的过程来根据部分信息完成整个记忆;1984年,约翰·霍普菲尔德设计出该网络的电子线路,为人工神经网络模型的可用性提供了物理证明,对
人工神经网络的发展影响深远。
约翰·霍普菲尔德的父母都是物理学家,其父亲约翰·约瑟夫·霍普菲尔德是1928年古根海姆物理学奖获得者。约翰·霍普菲尔德幼年时热衷于了解事物的工作原理,他可以拆卸家里的东西并恢复原状,还制作出模型飞机和矿石收音机。
约翰·霍普菲尔德扩展了
统计物理学的边界,使其涵盖生命现象,从分子水平信息传输的
动力学校对到神经网络的动力学,他创建了一种用于思考大脑计算的新语言。(IUPAP统计物理委员会)