Pierwsza Nagroda Nobla z informatyki!

We wtorek Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła, że Nagroda Nobla z fizyki trafia do amerykańskiego fizyka Johna Josepha Hopfielda i kanadyjsko-brytyjskiego informatyka Geoffreya Everesta Hintona. Chociaż nagroda była przyznana z fizyki, to w uzasadnieniu czytamy, że podstawą były „odkrycia i wynalazki umożliwiające uczenie maszynowe za pomocą sztucznych sieci neuronowych”, co jednoznacznie kojarzy się z informatyką.

Czy zatem Szwedzka Akademia Nauk znalazła sposób, aby doceniać osiągnięcia spoza zamkniętej listy kategorii określonych ostatnią wolą fundatora - Alfreda Nobla? Chyba tak, bo dostrzegając rolę jaką odgrywa we współczesnym świecie sztuczna inteligencja, warto docenić wpływ, jaki na rozwój uczenia maszynowego mieli tegoroczni nobliści.

Nie od dzisiaj wiadomo, że informatyka to dziedzina naukowa, która swoje podstawy ma w matematyce, ale bezsprzecznie inspiruje się fizyką. Dokonania tegorocznych noblistów doskonale obrazują współzależność dyscyplin naukowych.

J.J. Hopfield interesował się procesem ludzkiego myślenia i zapamiętywania, a dzięki ówczesnym osiągnięciom fizyki statystycznej, zaproponował w 1982 roku nowatorską konstrukcję symetrycznych połączeń rekurencyjnych, która daje możliwość rekonstrukcji i rozpoznawania zapamiętanych wzorców. Tak zwana sieć Hopfielda, bazująca na „pamięci asocjacyjnej”, stosuje skojarzenia z dostępnym fragmentem wzorca lub wzorca do niego podobnego. Rozwiązanie dało początek zupełnie nowym modelom sieci neuronowych (m.in. maszynie Bolzmana), które wprawdzie nie są obecnie powszechnie stosowane ze względu na złożoność obliczeniową, ale odrodziły zainteresowanie sieciami neuronowymi w latach 80-tych XX wieku i zapoczątkowały współczesne osiągnięcia w obszarze sztucznej inteligencji.

Drugi z nagrodzonych, Brytyjczyk Geoffrey Everest Hinton, studiował fizykę i fizjologię na Uniwersytecie Cambridge. Dążąc do stworzenia programu samouczącego się, zgłębiał wiele dziedzin nauki, w tym psychologię poznawczą i uczenie głębokie. Zainspirowany pracami Johna McCarthiego dążył do stworzenia sieci neuronowych, które na podstawie analizy zbioru danych będą w stanie wykrywać skomplikowane wzorce danych wejściowych. Współtworzył algorytm „Forward-Forward”, który imitując zachowanie ludzkich sieci neuronowych, ułatwia sztucznym sieciom neuronowym samouczenie. Zastępując propagację wsteczną błędu w uczeniu nadzorowanym, zaproponował dwustopniową naukę „w przód” umożliwiającą naukę w sposób ciągły.

Starania dwóch nagrodzonych naukowców, zgłębiające sposób zapamiętywania i przetwarzania informacji przez ludzki mózg, są fundamentem sztucznej inteligencji, jednego z wiodących obszarów informatyki. Dzięki dokonaniom noblistów jesteśmy w stanie pokonywać kolejne bariery w tworzeniu inteligentnych algorytmów zdolnych samodzielnie rejestrować, analizować i dostosowywać się do zmian otoczenia.

Informacja zawarta w notce biograficznej Johna J. Hopfielda donosi, że rodzice naukowca byli amerykańskimi fizykami polskiego pochodzenia. Pozostawia to nadzieję, że może niedługo wśród noblistów z fizyki czy chemii ujrzymy również polskich naukowców.