约翰·霍普菲尔德(John J. Hopfield),1933年7月15日出生在美国
伊利诺伊州芝加哥,1958年在美国
康奈尔大学获得
博士学位,现任
美国普林斯顿大学教授。
人物经历
早期经历
1933年7月15日,约翰·霍普菲尔德出生于
芝加哥(伊利诺伊州)。1954年,获得
宾夕法尼亚州斯沃斯莫尔学院物理学学士学位。1958年,获得博士学位
康奈尔大学物理学博士。
工作经历
1958年,约翰·霍普菲尔德成为
贝尔电话实验室理论物理组技术人员,正式开始了固体物理学家的职业生涯(利用
量子力学、
晶体学、
电磁学和
冶金学来研究固体物质)。1960年,约翰·霍普菲尔德成为
巴黎高等师范学院客座研究物理学家。1961年,约翰·霍普菲尔德成为
加州大学伯克利分校物理学助理教授和副教授。1964年,成为
普林斯顿大学物理学教授。1965年,成为
美国国家航空航天局(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,此时约翰·霍普菲尔德已是一位领先的
理论物理学家,也是光与固体相互作用方面的权威。在
剑桥大学卡文迪什实验室获得古根海姆奖学金后返回美国后,霍普菲尔德完全改变了他的研究领域,转向
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。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,霍普菲尔德对
遗传学领域做出了重大贡献,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。霍普菲尔德将动力学校对描述为生物反应(例如蛋白质合成)中的纠错机制。1980年,约翰·霍普菲尔德成为Roscoe Gilkey Dickinson
加州理工学院化学与生物学教授。1982年,成为
巴特尔纪念研究所董事会成员。
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。霍普菲尔德模型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基于部分信息完成整个记忆。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。约翰·霍普菲尔德自1997年起担任
普林斯顿大学教授,自2001年起担任Howard A. Prior分子生物学教授。2006年,成为
美国物理学会(APS)主席。
2022年,约翰·霍普菲尔德因研究扩展了
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,他创建了一种用于思考大脑计算的新语言,获得2022年玻尔兹曼奖。2024年10月8日,
瑞典皇家科学院宣布,将2024年
诺贝尔物理学奖授予美国普林斯顿大学的约翰·霍普菲尔德,以表彰其“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”。
个人生活
个人爱好
约翰·霍普菲尔德幼年时热衷于了解事物的工作原理,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。
家庭生活
约翰·霍普菲尔德父母都是物理学家,父亲是波兰物理学家约翰·约瑟夫·霍普菲尔德,母亲是物理学家海伦·霍普菲尔德。
约翰·霍普菲尔德育有三女,艾莉森·霍普菲尔德、杰西卡·霍普菲尔德、娜塔莉·霍普菲尔德。
研究领域
霍普菲尔德博士是一位颇有涉猎的科学家,职业生涯始于固态物理学家,然后进入分子生物学领域并在神经科学领域进行开创性研究。其感兴趣的领域包括对
光合作用重要的电子转移过程;
DNA转录和表达的生物校对机制;以及大脑功能和计算机之间的关系。
主要成果
研究成果
1974年,霍普菲尔德对
遗传学领域做出了重大贡献,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。霍普菲尔德将动力学校对描述为生物反应(例如蛋白质合成)中的纠错机制。
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。霍普菲尔德模型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基于部分信息完成整个记忆。
学术成果
获奖记录
人物评价
约翰·霍普菲尔德模型的当代物理学、生物学和计算机科学等在各个领域都有很明显的影响。通过构建能够模拟人脑某些功能的人工神经网络,机器可以使用这些过程来存储“记忆”。这一技术进步引发了深度学习技术的浪潮,机器从外部世界学习:智能手机识别我们的面部或指纹来解锁。自动驾驶汽车通过观察驾驶者来学习驾驶,机器可以自行观察、学习和记忆。霍普菲尔德的工作拓展了物理学的视野,清楚地表明局部计算如何产生全局结果。(The Franklin Institute 评)
约翰·霍普菲尔德的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,他创建了一种用于思考大脑计算的新语言。(玻尔兹曼奖委员会 评)