点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:推动机器学习技术“爆炸式”发展
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

推动机器学习技术“爆炸式”发展

来源:科技日报2024-10-09 09:25

  美国科学家约翰·霍普菲尔德(左)和英裔加拿大科学家杰弗里·辛顿(右),因通过人工神经网络实现机器学习而作出的基础性发现和发明获得2024年诺贝尔物理学奖。

  诺贝尔奖官网

  ◎记者 张佳欣

  还记得那个横空出世即一路“狂飙”的ChatGPT吗?从2023年起,人工智能(AI)“百模大战”从硝烟燃起到全面打响,让人应接不暇。而AI模型背后的关键技术,正是机器学习。

  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科学家约翰·霍普菲尔德和英裔加拿大科学家杰弗里·辛顿,以表彰他们通过人工神经网络实现机器学习而作出的基础性发现和发明。

  诺贝尔奖委员会称:“尽管计算机无法思考,但现在,机器已经可以模仿人的记忆并具备学习等功能。今年的物理学奖得主为实现这一目标作出了贡献。”

  灵感源自人脑结构

  当我们谈论AI时,通常指的是使用人工神经网络进行的机器学习。如今,AI正在彻底改变科学、工程和日常生活。

  事实上,这项技术最初的开发灵感源自人脑结构。在人工神经网络中,大脑的神经元由具有不同值的节点表示。这些节点通过类似于突触的连接相互影响,这些连接可以变强或变弱。例如,通过在同时具有高数值的节点之间建立更强连接,可以对人工神经网络进行训练。

  机器学习长期以来一直是科学家们研究的重要内容,其中包括对大量数据的分类和分析。霍普菲尔德和辛顿利用物理学工具构建了新方法,为当今强大的机器学习奠定了基础。他们的研究起始阶段可回溯至20世纪80年代,早在那时,他们就在人工神经网络方面开展了重要工作。

  利用物理学训练人工神经网络

  霍普菲尔德发明了一种联想记忆网络,它能够存储和重建图像以及其他类型的数据模式。

  如何理解呢?我们可以将节点想象成像素。“霍普菲尔德网络”利用了物理学中描述物质特性的原理。根据该原理,材料因原子自旋而具有独特特性,这种特性使每个原子成为一个小型磁铁。整个网络的描述方式相当于物理学中自旋系统的能量,它通过寻找节点之间连接的值来进行训练,从而使得保存的图像具有较低的能量。

  当输入扭曲或不完整的图像时,“霍普菲尔德网络”会系统地遍历节点并更新它们的值,从而降低网络的能量。因此,网络能够逐步找到与输入图像最相似的已保存图像。

  辛顿的研究建立在“霍普菲尔德网络”基础之上,他构建了一种使用不同方法的新网络,即玻尔兹曼机。它能够学习识别给定类型数据中的特征元素。在研究中,辛顿运用统计物理学原理,通过输入机器运行时可能出现的示例对其进行训练。玻尔兹曼机可用于对图像进行分类,或创建训练模式类型的新示例。辛顿在此基础上进行了拓展,推动了当前机器学习的爆炸式发展。

  智能驱动科研或成新范式

  “获奖者的工作已经产生了巨大效益。在物理学中,人工神经网络广泛应用于各个领域,例如开发具有特定属性的新材料。”诺贝尔奖物理学委员会主席埃伦·穆恩斯说。

  天津大学自然语言处理实验室负责人熊德意教授告诉科技日报记者,诺贝尔物理学奖颁给两位“AI先驱”,除了表彰他们在将物理学与人工神经网络深度结合方面所作的贡献之外,可能还有两层隐含意义,一是物理规律不仅存在于自然界中,在数字世界(计算机模型、模型创建的虚拟世界)中也可能发挥着制约作用。二是AI与物理学等基础科学存在千丝万缕的联系,基础科学不仅为AI筑起了基座,同时其发现和理论也对AI研究提供了启发和灵感。

  与此同时,熊德意认为,随着AI纵深发展,其对基础科学的反哺作用越来越明显,智能驱动的科研极有可能成为科研第五范式;AI带来的自动化基础科研,未来可能推动基础研究实现跨域式发展。

  (科技日报北京10月8日电)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

独家策划

推荐阅读
世界知识产权组织29日公布的2026年《全球创新指数》中,香港在全球139个经济体中排名再升一位至第14位,并在亚洲保持第五位。
2026-09-30 09:30
科学家绘制出了人体前额叶皮层脑区的已知最大规模基因表达图谱。这些研究进一步阐释了前额叶皮层脑区在生命不同阶段的发育情况,有望用于研究衰老、认知衰退和疾病易感性。在第二篇发表于《自然》论文中,西奈山伊坎医学院的Donghoon Lee和同事报道了一个与脑疾病相关的基因表达变化图谱。
2026-09-29 09:39
纤维的材料层次、器件结构和电路互连随成形过程共同建立起来,让纤维本身成为电路。另一组实验中,研究团队利用纤维组成的柔性交互界面及配套系统,实现了手指对机械臂和无人机的非接触控制。
2026-09-29 09:39
(记者王政)工业和信息化部等7部门28日联合印发《新型电池产业发展“十五五”规划》,提出到2030年,我国新体系电池研发取得重大进展,全固态电池初步实现规模化应用。
2026-09-29 09:40
记者李春剑从中国计量科学研究院获悉,近日,国际计量局(BIPM)的全球卫星导航系统(GNSS)时间传递标准首次在中国完成北斗关键参数的标校与比对验证。随着北斗时间传递链路校准、监测评估和国际互认体系持续完善,北斗将进一步为全球用户提供更加准确、可信的授时服务。
2026-09-29 09:39
近期,国务院印发《全民健身计划(2026—2030年)》,对“十五五”时期推动全民健身事业高质量发展作出部署。国际体育医学期刊《运动医学》指出,抗阻训练较常出现不适或损伤的部位主要集中在肩部、腰背部和膝部。
2026-09-29 09:37
全国科普月不仅是科普服务的集中推出期,更是营造爱科学、学科学浓厚社会氛围的重要契机。期待科普之翼越来越有力,把科学“种”进更多人心田。
2026-09-28 09:49
作为一线科技工作者,我觉得应该肩负起向公众传播科学知识、科学方法、科学思维和科学精神的社会使命。这是历史赋予我们的责任和义务,科学家应该将所学回馈社会。
2026-09-28 09:44
研究团队借助这套气体观测数据,首次定量证实:星团内接连发生的超新星爆发,持续输入的动能足以长期维持星系湍流。
2026-09-28 09:42
23日至27日,以“在数贸会遇见AI未来”为主题的第五届全球数字贸易博览会在浙江杭州国际博览中心举办。
2026-09-28 09:34
9月25日晚,皓月当空,海南科技馆外的人工湖边人头攒动。孩子们有序凑到天文望远镜前,凝神细看,月球表面深浅交错的环形山与陨石坑清晰映入眼帘。
2026-09-28 09:21
全球老龄化加速,如何延长健康寿命,成为生命科学研究领域最紧迫的课题之一。诸多抗衰老策略中,营养干预被认为最现实。已有研究表明,减少饮食中蛋白质的摄入,能延长酵母、果蝇和小鼠等模式生物的寿命。
2026-09-24 09:41
作为射电天文领域的国之重器,中国天眼(FAST)不断将我们的视野推向宇宙更深处,在脉冲星、快速射电暴、中性氢宇宙等前沿领域,一次又一次刷新着人类对于宇宙的认知。
2026-09-24 09:34
我国研究团队利用“天关”卫星(爱因斯坦探针卫星)与高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)的联合观测,在一颗距离地球约4600光年的脉冲星周围发现一条此前未被完整看到的超长X射线尾迹。
2026-09-24 09:30
国家统计局数据显示,在消费品以旧换新等政策利好下,节能家电、智能家居等越来越受到消费者的青睐。智能家居的终极目标,不是堆砌多少高科技设备,而是让人的生活更便利、更幸福。
2026-09-24 09:26
在中国科学院院士、中国工程院院士李德仁看来,不仅要星与星互联,还要把通信、导航、遥感、算力四种异构卫星“联”成一体。
2026-09-24 09:28
9月23日,当太阳行至黄经180度时,我们迎来二十四节气中的第十六个节气——秋分。
2026-09-23 09:19
实施藏粮于地、藏粮于技战略并非抽象概念,它实实在在体现在产量、装备和技术水平的变化里。
2026-09-23 09:14
一只烂苹果长出小蘑菇,竟一路“走”向太空育种;一辆由大学生制造组装的方程式赛车,让围观者眼里放光;一台智能交作业提醒机,出自中小学生之手……这些都是发生在2026年全国科普月活动上的真实片段。
2026-09-23 08:56
油炸薯条、烘焙咖啡等食品,日常生活中很常见,但高温加工过程会产生丙烯酰胺,这是一种需要加以控制的污染物。
2026-09-23 08:55
加载更多