جائزة نوبل 2024 في الفيزياء.. من جون هوبفيلد وجيفري هينتون مؤسسا التعلم الآلي؟

اقتنص كل من جون هوبفيلد وجيفري هينتون جائزة نوبل 2024 في الفيزياء؛ لاكتشافات واختراعات توصلا إليها، شكلت اللبنات الأساسية للتعلم الآلي.

وقالت لجنة نوبل، في بيان صحفي: "استخدم الحائزان على جائزة نوبل في الفيزياء هذا العام أدوات من الفيزياء لتطوير أساليب تشكل الأساس للتعلم الآلي القوي اليوم".

وأوضحت أن الحائزين على الجائزة "استخدما مفاهيم أساسية من الفيزياء الإحصائية لتصميم شبكات عصبية اصطناعية تعمل كذاكرة ارتباطية، وتجد أنماطًا في مجموعات بيانات كبيرة، ومثل هذه الشبكات استُخدمت لتطوير البحث في الفيزياء، وأصبحت أيضًا جزءًا من حياتنا اليومية، على سبيل المثال في التعرف على الوجه وترجمة اللغة".

من هو العالم الرائد جون هوبفيلد؟

ولد جون هوبفيلد 15 يوليو/ تموز 1933 في مدينة شيكاغو الأمريكية، لوالدين فيزيائيين تزوجا في برلين عام 1928، بينما كان والده يحمل زمالة جوجنهايم.

بعد حصوله على درجة البكالوريوس من كلية سوارثمور (1954)، درس هوبفيلد فيزياء المادة المكثفة النظرية في جامعة كورنيل وحصل على الدكتوراه عام 1958. 

 

ثم أصبح بعد ذلك عضوًا في الطاقم الفني في مختبرات ATT Bell، وهو الانتماء الذي احتفظ به لمدة 30 عامًا تقريبًا في أثناء عمله في هيئة التدريس في جامعة كاليفورنيا في بيركلي (الفيزياء، 1961-1964)، وجامعة برينستون (الفيزياء، 1964-1980؛ البيولوجيا الجزيئية، 1996-2008)، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (الكيمياء والأحياء، 1980-1996).

في وقت حصوله على زمالة جوجنهايم في عامي 1968 و1969 كان من أبرز علماء الفيزياء النظرية، وكان خبيرًا في تفاعل الضوء مع المواد الصلبة، وحصل على جائزة أوليفر باكلي من الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 1968، بالاشتراك مع الكيميائي التجريبي دي جي توماس.

بعد عودته إلى الولايات المتحدة، غيّر هوبفيلد مجال بحثه كاملًا، وانتقل إلى التقاطع بين الفيزياء وعلم الأحياء، إذ جعلت التطورات التي أُحرِزت في التجارب البيولوجية الكمية النظرية القائمة على الرياضيات مفيدة حديثًا في علم الأحياء، ويشهد تعيينه أستاذًا للكيمياء والأحياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عام 1980 على نجاح هذا التحول البحثي.

ومنذ ثمانينيات القرن الماضي، كان انتباهه قد اتجه إلى علم الأعصاب، وكانت أول ورقة كتبها هوبفيلد في هذا المجال بعنوان "الشبكات العصبية والأنظمة الفيزيائية ذات القدرات الحسابية الجماعية الناشئة" (1982) هي الأكثر استشهادًا من بين ما يزيد على 200 ورقة علمية له.

يقع موضوعها في تقاطع الفيزياء النظرية وعلم الأعصاب وعلوم الكمبيوتر، ثم قاد إنشاء برنامج الدكتوراه متعدد التخصصات في الحوسبة والأنظمة العصبية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

وهوبفيلد عضو في الجمعية الفلسفية الأمريكية، والأكاديمية الوطنية للعلوم، والأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم، وكان رئيسًا للجمعية الفيزيائية الأمريكية في 2006.

وتشمل التقديرات والدرجات الفخرية التي حازها هذا العالم الجليل:

• زميل ماك آرثر (1983-1988)
• عالم كاليفورنيا لهذا العام (1991)
• ميدالية وجائزة ديراك (2001)
• جائزة ألبرت آينشتاين (2005)
• جائزة شوارتز، جمعية علوم الأعصاب (2012)

اقرأ أيضا: جائزة نوبل 2024 في الطب.. ما تقنية الحمض النووي الريبوزي microRNA؟

السيرة الذاتية للعالم جيفري هينتون

ولد جيفري هينتون في 6 ديسمبر/ كانون الأول 1947، في لندن، إنجلترا، وهو عالم نفس إدراكي وعالم كمبيوتر بريطاني كندي يُعرف باسم "الأب الروحي للذكاء الاصطناعي". 

أحدث هينتون ثورة في مجال الذكاء الاصطناعي بعمله على نماذج الشبكات العصبية، إذ أسهم إسهامًا كبيرًا في أبحاث الذكاء الاصطناعي من خلال رؤى جديدة واكتشافات رئيسة في مجالات الانتشار الخلفي، وآلات بولتزمان، والتمثيلات الموزعة، والشبكات العصبية ذات التأخير الزمني. 

وعلى الرغم من أنه قضى غالبية حياته المهنية في تطوير الذكاء الاصطناعي، فإن هينتون أصبح ناقدًا صريحًا للتكنولوجيا في عام 2023، وسلط الضوء على أضرارها المحتملة، وفقًا لموقع Britannica.

وُلِد هينتون في عائلة ذات تاريخ غني، فوالده هوارد إيفرست هينتون عالم الحشرات المتميز، وتضم عائلته كثيرًا من علماء الرياضيات، من بينهم ماري إيفرست بول وزوجها جورج بول، الذي أصبح جبر المنطق (المعروف باسم المنطق البولياني) أساسًا للحوسبة الحديثة. 

التحق هينتون بجامعة كامبريدج، حيث بدل دراسته بين علم وظائف الأعضاء والفلسفة والفيزياء قبل الحصول على درجة في علم النفس التجريبي في عام 1970، ثم التحق بجامعة إدنبرة، حيث حصل على درجة الدكتوراه في الذكاء الاصطناعي عام 1978. 

وعلى الرغم من تثبيط أساتذته له، فقد تبنى شبكات الكمبيوتر غير التقليدية المصممة على غرار العقد العصبية وبنية الدماغ البشري، وبدأ في البحث في الأنظمة المعروفة باسم الشبكات العصبية، وأكمل أبحاث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو.

في عام 1982، انضم هينتون إلى هيئة التدريس بجامعة كارنيجي ميلون، إذ عمل مع عالم النفس ديفيد روميلهارت وعالم الكمبيوتر رونالد جيه ويليامز لتطوير خوارزمية للعمل بشكل عكسي من المخرجات إلى المدخلات عند قياس الخطأ، وقد ناقش الثلاثي هذه العملية، التي تسمى "الانتشار العكسي"، في عام 1986 في ورقة مؤثرة أرست الأساس لتطوير الشبكات العصبية.

غادر هينتون الولايات المتحدة إلى كندا في عام 1987، إذ واصل أبحاثه بوصفه أستاذًا في جامعة تورنتو، على مدى السنوات الـ 11 التالية. 

وفي عام 1998، غادر هينتون تورنتو لتأسيس وحدة علوم الأعصاب الحاسوبية جاتسبي وإدارتها في جامعة كلية لندن، في أثناء عمله باحثًا هناك، درس الشبكات العصبية وتطبيقاتها.

عاد هينتون إلى جامعة تورنتو في عام 2001، واستمر في إحراز تقدم في نماذج الشبكات العصبية، طورت مجموعته البحثية وبدأت في تطبيق وسائل عملية لتكنولوجيا التعلم العميق في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. 

وفي عام 2012، طور هينتون واثنان من طلابه في الدراسات العليا برنامج شبكة عصبية مكون من ثماني طبقات، أطلقوا عليه اسم AlexNet، لتحديد الصور على ImageNet، وهي مجموعة بيانات ضخمة عبر الإنترنت من الصور. 

وأنشأ الثلاثي شركة DDNresearch، وفي عام 2013 استحوذت غوغل على الشركة مقابل 44 مليون دولار، وفي العام نفسه انضم هينتون إلى Google Brain، فريق أبحاث الذكاء الاصطناعي في الشركة، وعُيِّن في النهاية نائبًا للرئيس وزميلًا هندسيًّا.

في مايو/ أيار 2023، استقال هينتون من وظيفته في غوغل؛ لأنه أراد أن يكون قادرًا على التحدث بحرية عن مخاطر الاستخدام التجاري للذكاء الاصطناعي. 

أعرب هينتون عن مخاوفه بشكل خاص بشأن قدرتها على إنشاء محتوى مزيف، وإمكاناتها في قلب سوق العمل، وصرح أنه لا يندم تمامًا على عمل حياته، ولكنه يخشى أن يصبح الذكاء الاصطناعي خارج نطاق السيطرة في الأمد البعيد.

تلقى هينتون تقديرًا واسع النطاق لدوره في إحداث ثورة في الذكاء الاصطناعي، ومن بين جوائزه الكثيرة:

• جائزة ديفيد إي روميلهارت الأولى إطلاقًا من جمعية العلوم الإدراكية (2001). 
• ميدالية جيرهارد هيرزبيرج الذهبية الكندية (2010)، وهي أعلى جائزة في البلاد للعلوم والهندسة. 
• في عام 2018، سُمِّي هينتون متلقيًا مشتركًا لجائزة تورينج، التي توصف بأنها "جائزة نوبل للحوسبة".
• في عام 2022 حصل على الميدالية الملكية للجمعية الملكية لعمله الرائد في التعلم العميق.