Размышления о Нобелевской премии по физике 2024

Нобелевская премия по физике за 2024 год останется в истории науки как одно из самых спорных решений комитета. Ее лауреатами стали Джон Хопфилд и Джеффри Хинтон за их открытия в области машинного обучения (того, что сейчас мы называем нейронными сетями).

Официальная формулировка пресс-релиза:

«Лауреаты этого года применили инструменты из области физики для разработки методов, которые стали основой современного машинного обучения. Джон Хопфилд создал ассоциативную нейронную сеть, которая может хранить и восстанавливать изображения и другие типы шаблонов в данных. Джеффри Хинтон изобрел метод, позволяющий автономно находить свойства в данных и выполнять такие задачи, как идентификация определенных элементов на изображениях».

Решение шведской королевской академии наук навело шумиху не только среди публики и СМИ, но также среди учёных. Официального шортлиста кандидатов на получение премии нет, однако существуют прогнозы на ближайшие 10-20 лет от уважаемых физических изданий, ни в одном из которых фамилий Хопфилда и Хинтона не появлялось. Никто и подумать не мог, что лауреатом Нобелевской премии по физике в этом году станут нейробиологи и информатики.

Инструмент, упоминаемый в пресс-релизе, называется сетями Хопфилда. Эти сети представляют собой алгоритмы, напоминающие архитектуру нейронов в человеческом мозге. Отсюда и название — нейронные сети. Впоследствии к этим сетям был применен вероятностный элемент, введённый Джеффри Хинтоном и использующий распределение Больцмана — с помощью него нейросети обрели способность обучаться. В результате получилось то, что стало основой для современных нейросетей.

Говорить о важности нейросетей не имеет никакого смысла. Они используются повсеместно. Однако, нейросети не так применимы в быту, как они применимы в науке, а в частности, в физике. Без алгоритмов машинного обучения не обходится практически ни одно серьёзное физическое исследование вот уже несколько десятилетий. Работы Хопфилда и Хинтона стали открытием нового метода познания, который позволяет исследовать природу настолько досконально, насколько не было возможно ранее.

Что-то похожее было в 1927 году, когда Нобелевской премии по физике был удостоен Чарльз Вильсон «за метод визуального обнаружения траекторий электрически заряженных частиц с помощью конденсации пара» (т.е. за камеру Вильсона). Само создание камеры Вильсона не стало каким-то грандиозным достижением, однако с его помощью был обнаружен позитрон, а также уточнены характеристики некоторых частиц. Таким образом, изобретение Чарльза Вильсона помогло сделать серьёзный прорыв в области физики элементарных частиц.

То есть отношение нейронных сетей к физике, несомненно, присутствует. Однако основа открытия остается в поле информационных технологий и кибернетики. Для таких открытий существует премия Тьюринга. Разработка алгоритмов и программного обеспечения — это не то, что мы привыкли считать за физику, несмотря на то, что компьютеры являются физическими системами. Да, из всех Нобелевских дисциплин, физика является наиболее близкой к открытию Хопфилда и Хинтона, но оправдывает ли это решение Нобелевского комитета?

История Нобелевской премии начинается в 1888-м году, в день, когда титульные страницы газет пестрили шокирующими заголовками: «Торговец смертью мёртв». Так газетчики чуть не погребли Нобеля заживо. За свою жизнь Альфред Нобель накопил внушительное состояние, получая доход от своих 355 изобретений, самым прибыльным из которых стал динамит. Смерть настигла изобретателя лишь 12 лет спустя.

Статус торговца смертью Нобеля очень угнетал. Он не хотел остаться в памяти потомков человеком, который изобрел орудие убийства. В связи с этим в его завещании, оглашенном в январе 1897-го года, были расписаны правила выдачи денежной премии за наиболее важные открытия или изобретения в области физики, химии и медицины, а также за наиболее выдающееся литературное произведение и наиболее важный вклад в сплочение наций, а также содействие проведению мирных конгрессов.

Важным замечанием является пункт, согласно которому премия присуждается за наибольшую пользу человечеству, принесенную в течение предыдущего года. То есть в своем классическом варианте Нобелевская премия должна присуждаться за открытия предыдущего года. Знал ли Нобель о том, что время между наиболее важными вехами в истории науки когда-нибудь перешагнет отметку в один год и что когда-нибудь появится такая наука, как информатика?

Современное положение дел в Нобелевском комитете оставляет желать лучшего. Последние десятилетия среди лауреатов премии по физике появляется все больше и больше пожилых ученых, совершивших свои открытия 30, 40, 50 и более лет назад. Видимо, коллегия старается успеть отметить вклад ученых в физику до их смерти, т.к. Нобелевка вручается только прижизненно. За современные открытия Нобелевскую премию по физике получить очень сложно. На ум приходит только открытие графена Андреем Геймом и Константином Новосёловым,, которое они совершили в 2004-м году и за что были удостоены Нобелевской премии по физике в 2010-м.

Тот факт, что лауреатами Нобелевской премии по физике становятся те, кто должен был стать лауреатом еще в прошлом столетии, заставляет задаться вопросом: кто в этом виноват? Нобелевский комитет или современное состояние физики? Среди ожиданий публики, на звание главных тем Нобелевской премии по физике в этом году предлагались квантовые вычисления, теория космологической инфляции, открытия, связанные с телескопом им. Джеймса Уэбба а также открытия в области физики наноматериалов.

Проблема же состоит в том, что ни одна из этих тем еще не настоялась до Нобелевской премии. В физике просто нет свежих прорывных открытий, которые бы имели достаточно прочный фундамент из доказательной базы. В основном это гипотезы. Например, в космологии — теория космологической инфляции, а в квантовой физике — суперсимметрия и теория струн. Эти идеи являются одними из самых главных в современной физике, однако они по-прежнему остаются больше гипотезами, чем теориями.

Выбрать достойную для освещения в рамках Нобелевской премии тему очень трудно. Но еще труднее, когда вы пытаетесь упихнуть сразу несколько дисциплин в рамках одной номинации. Это я говорю о том, что за звание главной темы Нобелевской премии по физике могут бороться открытия и из физики, и из информатики. В связи с этим Нобелевская премия должна включать в себя также информационные технологии и математику.

Однозначно можно сказать, что решение Нобелевского комитета сбило всех с толку. Дискуссии о нем будут продолжаться еще очень долго. И говорить о правильности или неправильности этого решения пока что рано. А как считаете вы?

Больше меня на Ютубе: http://www.youtube.com/@iluniverse