جون هوپفيلد

(تم التحويل من John Hopfield)
لمعلومات عن والده، عالم التحليل الطيفي الأمريكي-الپولندي، انظر جون ج. هوپفيلد (عالم التحليل الطيفي).
جون جوسف هوپفيلد
John Joseph Hopfield
John Hopfield.jpg
وُلِدَ15 يوليو 1933 (العمر 91 سنة)
شيكاغو، إلينوي، الولايات المتحدة
المدرسة الأمكلية سوارثمور (AB)
جامعة كورنل (PhD)
اللقبشبكة هوپفيلد
شبكة هوپفيلد الحديثة
پولاريتون
Kinetic proofreading
الجوائز
السيرة العلمية
المجالاتالفيزياء، علم الأحياء الجزيئي، العلوم العصبية
الهيئاتمعامل بل
جامعة پرنستون
جامعة كاليفورنيا، بركلي
معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
أطروحةنظرية ميكانيكا الكم لمساهمة الإكسيتونات في ثابت عزل البلوري المعقد (1958)
المشرف على الدكتوراهألبرت أوڤرهاوسر
طلاب الدكتوراهديڤد براتان
ستيڤن گيرڤين
برتراند هالپرين
ديڤد ماكاي
جرالد ماهان
خوسيه أونتشيك
تري سينوڤسكي
إريك وينفري
لي ژاوپينگ

جون جوسف هوپفيلد (John Joseph Hopfield؛ و. 15 يوليو 1933)[1] هو عالم أمريكي وأستاذ فخري في جامعة پرنستون، اشتهر على نطاق واسع بدراسته للشبكات العصبونية الترابطية عام 1982. ويُعرف بتطوير شبكة هوپفيلد. جنباً إلى جنب مع جفري هنتون، حصل على جائزة نوبل في الفيزياء 2024 عن عمله في الشبكات العصبونية الاصطناعية المستخدمة في التعلم الآلي.[2] حصل هوپفيلد على العديد من جوائز الفيزياء الكبرى لعمله في مجالات متعددة التخصصات بما في ذلك فيزياء المادة المكثفة والفيزياء الإحصائية والفيزياء الحيوية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

سيرته

السنوات المبكرة والتعليم

وُلد جون هوپفيلد في شيكاغو عام 1933[1] ابناً للفيزيائي جون جوسف هوپفيلد وهلن هوپفيلد.[3]

حصل على بكالريوس الآداب في الفيزياء من كلية سوارثمور في پنسلڤانيا عام 1954 وعلى دكتوراه الفلسفة في الفيزياء من جامعة كورنل عام 1958 (تحت إشراف ألبرت أوڤر هاوسر).[1][4]

مسيرته المهنية

أمضى هوپفيلد سنتين في مجموعة النظرية بمعامل بل يعمل على بنية الهيموگلوبين،[1][3] وبعد ذلك أصبح عضواً في هيئة التدريس بجامعة كاليفورنيا-بركلي (الفيزياء)، وجامعة پرنستون (الفيزياء)، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (الكيمياء والأحياء)، ومرة ​​أخرى في پرنستون،[1] حيث يشغل منصب أستاذ هوارد پريور الفخري في علم الأحياء الجزيئي.[5] عام 1986 كان هوپفيلد أحد مؤسسي برنامج الدكتوراه في الحوسبة والأنظمة العصبية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.[6]

أعماله

كتب هوپفيلد عام 1958 عن عمله حول تفاعل الإكسايتونات في البلورات، حيث صاغ مصطلح پولاريتون لشبه جسيم يظهر في فيزياء الحالة الصلبة.[7][8] وكتب: إن جسيمات مجال الاستقطاب المشابهة للفوتونات سوف تسمى "پولاريتونات".[8]

عام 1974 طرح آلية لتصحيح الأخطاء في التفاعلات الكيميائية الحيوية المعروفة باسم kinetic proofreading لشرح دقة تناسخ الدنا.[9][10]

نشر هوپفيلد أول ورقة بحثية له في علم الأعصاب عام 1982 بعنوان "الشبكات العصبونية والأنظمة الفيزيائية ذات القدرات الحسابية الجماعية الناشئة" حيث قدم ما يعرف الآن باسم شبكة هوپفيلد، وهو نوع من الشبكات الاصطناعية التي يمكن أن تعمل كذاكرة ذات محتوى قابل للقصد، مصنوعة من الخلايا العصبونية الثنائية التي يمكن أن تكون "مفعلة" أو "متوقفة".[11][3] كانت الشبكة الأصلية تتمتع بذاكرة محدودة، وقد قام هوپفيلد وديمتري كروتوڤ بمعالجة هذه المشكلة عام 2016.[12][13] شبكات هوپفيلد ذات سعة تخزين الذاكرة الكبيرة تُعرف الآن باسم شبكات هوپفيلد الحديثة.

بالتعاون مع ديڤد تانك، طور هوپفيلد عامي 1985 و1986 طريقة[14][15] لحل مشاكل التحسين المنفصلة استناداً إلى ديناميكيات الوقت المستمر باستخدام نموذج تناظري. تم ترميز مشكلة التحسين في معلمات التفاعل (الأوزان) للشبكة. تم تقليل درجة الحرارة الفعالة للنظام التناظري تدريجياً، كما هو الحال في التحسين الشامل باستخدام التقوية المحاكاة.[12]

جوائز وتكريمات

عام 1969، حصل هوپفيلد وديڤد گيلبرت توماس على جائزة أوليڤر بكلي في فيزياء المادة المكثفة "لعملهما المشترك في الجمع بين النظرية والتجربة والذي أدى إلى تقدم فهم تفاعل الضوء مع المواد الصلبة".[16]

وفي 2001 حصل هوپفيلد على وسام ديراك من المركز الدولي للفيزياء النظرية "لمساهماته الهامة في مجموعة واسعة من الموضوعات العلمية المثيرة للإعجاب"[17][18] بما في ذلك "مبدأ تنظيمي [جماعي] مختلف تماماً في الشم" و"مبدأ جديد يمكن من خلاله للوظيفة العصبية الاستفادة من البنية الزمنية للاتصال العصبي الداخلي".[18]

انتخب هوپفيلد عضواً في الأكاديمية الوطنية للعلوم عام 1973، وعضو في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1975، وعضواً في الجمعية الفلسفية الأمريكية عام 1988.[19][20][21] وفي 1985، حصل هوپفيلد على جائزة اللوحة الذهبية من الأكاديمية الأمريكية للإنجاز.[22] عام 2005 حصل على هوپفيلد على جائزة ألبرت أينشتاين العالمية للعلوم.[23] كان رئيساً للجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 2006.[24] تشارك هوپفيلد وسام بولتزمان 2022 في الفيزياء الإحصائية مع ديپاك دار.[25]

جائزة نوبل في الفيزياء 2024

في 8 أكتوبر 2024، مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لعالمين رائدين وضعا الأساس للتقدم الثوري في مجال الذكاء الاصطناعي، ولم يهدر أحد الحائزين الجدد أي وقت في التحذير من أن هذه التطورات قد تشكل مخاطر محتملة على المجتمع. وقال جفري هنتون من جامعة تورنتو بعد دقائق من الإعلان عن فوزه هو وجون هوپفيلد من جامعة پرنستون بجائزة الفيزياء التي تقدمها الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم: "ليس لدينا أي خبرة فيما يتعلق بكيفية امتلاك أشياء أذكى منا". وقد كرمت الأكاديمية هنتون وهوپفيلد، من أجل "اكتشافاتهما واختراعاتهما الأساسية التي تمكن التعلم الآلي باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية". وفي حين أحدث الحائزان على الجائزة ضجة في علوم الحاسوب، فإن عملهما يعتمد على مبادئ الفيزياء.

يشير مصطلح التعلم الآلي إلى تطوير أنظمة الحاسوب القادرة على التعلم والتكيف دون تلقي تعليمات صريحة. وقد اكتشف الفائزون بالجائزة كيفية إنشاء أنظمة تعالج البيانات على نحو مماثل لكيفية معالجة المخ للمعلومات. وقد وجد عملهم تطبيقات في مجالات مختلفة، بما في ذلك الفيزياء الفلكية، والتشخيص الطبي، ونمذجة المناخ. لكن في حين يعد الذكاء الاصطناعي بتعزيز الإنتاجية والكفاءة في تلك المجالات، يخشى بعض الباحثين ــ ومن بينهم هنتون على وجه الخصوص ــ أن تخرج هذه التكنولوجيا الجديدة عن نطاق السيطرة.[26]

عام 2023 استقال هنتون من وظيفته كنائب رئيس وزميل هندسي في گوگل بعد عقد من الزمان قضاه في العملاق التكنولوجي. وقال أنه استقال لأنه أراد أن يتمكن من مشاركة مخاوفه بشأن مخاطر الذكاء الاصطناعي دون القلق بشأن ما قد يعنيه ذلك لصاحب العمل وقد أبدى نبرة مماثلة يوم تسلمه جائزة نوبل، قائلاً إن تأثير الذكاء الاصطناعي على الحضارة سيكون أشبه بالثورة الصناعية - للأفضل أو الأسوأ. وقال هنتون "إن الأمر سيكون رائعاً في كثير من النواحي"، مستشهداً بالتحسينات في مجال الرعاية الصحية كمثال. "ولكن يتعين علينا أيضاً أن نقلق بشأن عدد من العواقب السيئة المحتملة ... أنا قلق من أن العواقب الإجمالية لهذا قد تكون أنظمة أكثر ذكاء منا والتي تتولى السيطرة في نهاية المطاف".

وتم تكريم هوپفيلد وهنتون عن العمل الذي بدأه في أوائل الثمانينيات واستمر حتى عندما أصبح المجتمع العلمي متشككاً في أن الشبكات العصبية والتعلم الآلي سيكون لها فائدة كبيرة، وفقاً للأكاديمية. استخدم هوپفيلد معرفته بالفيزياء لاستكشاف القضايا في علم الأحياء الجزيئي وعلم الأعصاب. وأصبح مفتونًا بالبحث في بنية المخ. وهذا دفعه إلى التفكير في إنشاء شبكات عصبية اصطناعية. عام 1982، طور ما يعرف بشبكة هوپفيلد، والتي يمكنها تخزين وإعادة بناء الأنماط والصور. تحاكي الشبكة نماذج الذرات في الفيزياء. تحاول شبكة هوپفيلد إعادة بناء صورة تالفة بطريقة مماثلة لكيفية محاولة النماذج الذرية تقليل طاقة النظام. بنى هنتون على عمل هوپفيلد بعد بضع سنوات، مستفيداً من تقنية الفيزياء الإحصائية التي يمكن استخدامها للتعرف على السمات في الصور وإنشاء سمات جديدة.

وقال أولي إريكسون، الفيزيائي بجامعة أوپسالا وعضو لجنة نوبل للفيزياء: "لقد وضعا الأساس للشبكات العصبية والتعلم الآلي وما نطلق عليه الآن الذكاء الاصطناعي". وأضاف أن هوپفيلد وهنتون هما "الآباء المؤسسون لهذا المجال". وقال هنتون إنه شعر "بالذهول" لحصوله على جائزة نوبل. وأضاف: "كنت سأخضع لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي اليوم، ولكنني أعتقد أنني سأضطر إلى إلغاء الموعد".

طلبة الدكتوراه

من بين طلبة الدكتوراه الذين أشرف عليهم هوڤيلد: ديڤد ماكاي، تري سينوڤسكي، برتراند هالپرين، ستيڤن گيرڤين، إريك وينفري، ديڤد براتن، لي ژاوپينگ، إريك مولسنس، وخوسيه أونتشيك.[27]

المصادر

  1. ^ أ ب ت ث ج "Hopfield, John J." history.aip.org. Retrieved 2024-10-08.
  2. ^ "The Nobel Prize in Physics 2024". NobelPrize.org (in الإنجليزية الأمريكية). Retrieved 2024-10-08.
  3. ^ أ ب ت Lindsay, Grace (2021-03-04). Models of the Mind: How Physics, Engineering and Mathematics Have Shaped Our Understanding of the Brain (in الإنجليزية). Bloomsbury Publishing. ISBN 978-1-4729-6645-2.
  4. ^ "John J. Hopfield - Curriculum vitae". Princeton Neuroscience Institute (in الإنجليزية). Retrieved 2024-10-08.
  5. ^ Office of Communications (8 October 2024). "Princeton's John Hopfield receives Nobel Prize in physics". Princeton University (in الإنجليزية). Retrieved 2024-10-08.
  6. ^ "Caltech Celebrates 30 Years of its Computation and Neural Systems Option | Caltech Alumni" (in الإنجليزية الأمريكية). Retrieved 2024-10-08.
  7. ^ Hopfield, J. J. (1958-12-01). "Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals". Physical Review (in الإنجليزية). 112 (5): 1555–1567. Bibcode:1958PhRv..112.1555H. doi:10.1103/PhysRev.112.1555. ISSN 0031-899X.
  8. ^ أ ب Agranovich, Vladimir M. (2009-02-12). Excitations in Organic Solids (in الإنجليزية). OUP Oxford. ISBN 978-0-19-155291-5.
  9. ^ Hopfield, J. J. (1974). "Kinetic Proofreading: A New Mechanism for Reducing Errors in Biosynthetic Processes Requiring High Specificity". Proceedings of the National Academy of Sciences (in الإنجليزية). 71 (10): 4135–4139. Bibcode:1974PNAS...71.4135H. doi:10.1073/pnas.71.10.4135. ISSN 0027-8424. PMC 434344. PMID 4530290.
  10. ^ Flyvbjerg, Henrik; Jülicher, Frank; Ormos, Pal; David, Francois (2003-07-01). Physics of Bio-Molecules and Cells: Les Houches Session LXXV, 2-27 July 2001 (in الإنجليزية). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-45701-5.
  11. ^ Hopfield, J J (April 1982). "Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 79 (8): 2554–2558. Bibcode:1982PNAS...79.2554H. doi:10.1073/pnas.79.8.2554. ISSN 0027-8424. PMC 346238. PMID 6953413.
  12. ^ أ ب The Nobel Committee for Physics (8 October 2024). "Scientifc Background to the Nobel Prize in Physics 2024" (PDF). The Royal Swedish Academy of Sciences.
  13. ^ Krotov, Dmitry; Hopfield, John J. (2016). "Dense Associative Memory for Pattern Recognition". Advances in Neural Information Processing Systems. Curran Associates, Inc. 29. arXiv:1606.01164.
  14. ^ Hopfield, J. J.; Tank, D. W. (1985-07-01). ""Neural" computation of decisions in optimization problems". Biological Cybernetics (in الإنجليزية). 52 (3): 141–152. doi:10.1007/BF00339943. ISSN 1432-0770. PMID 4027280.
  15. ^ Hopfield, John J.; Tank, David W. (1986-08-08). "Computing with Neural Circuits: A Model". Science (in الإنجليزية). 233 (4764): 625–633. Bibcode:1986Sci...233..625H. doi:10.1126/science.3755256. ISSN 0036-8075. PMID 3755256.
  16. ^ "Honors and Award Winners". American Physical Society. Retrieved 8 October 2024.
  17. ^ "Dirac Medallist 2001 | ICTP". www.ictp.it. Retrieved 2023-10-20.
  18. ^ أ ب "Princeton Physicist Garners Dirac Medal". Physics Today (in الإنجليزية). 54 (10): 85. 2001-10-01. Bibcode:2001PhT....54S..85.. doi:10.1063/1.1420565. ISSN 0031-9228.
  19. ^ "John J. Hopfield". www.nasonline.org.
  20. ^ "John Joseph Hopfield". American Academy of Arts & Sciences. October 12, 2023.
  21. ^ "APS Member History". search.amphilsoc.org.
  22. ^ "Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement". www.achievement.org. American Academy of Achievement.
  23. ^ "Albert Einstein World Award of Science 2005". Archived from the original on October 23, 2013. Retrieved August 13, 2013.
  24. ^ "John Hopfield, Array of Contemporary Physicists". Archived from the original on October 19, 2013. Retrieved October 19, 2013.
  25. ^ "STATPHYS28". statphys28.org. Retrieved 2024-10-08.
  26. ^ "John Hopfield and Geoffrey Hinton awarded Nobel Prize in physics". واشنطن پوست. 2024-10-08. Retrieved 2024-10-08.
  27. ^ جون هوبفيلد at the Mathematics Genealogy Project

وصلات خارجية

Scholia has a profile for جون هوبفيلد (Q612257).


تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=جون_هوبفيلد&oldid=4038927"