編者：如果你讀到這篇論文的標(biāo)題，會不會感覺很熟悉：《具有涌現(xiàn)集體計算能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和物理系統(tǒng)》，它聽起來像是那些出現(xiàn)在AI頂會上，或者在Arxiv上的論文，又被各種AI媒體第一時間傳播的大模型論文。實際上，它是一篇發(fā)表于1982年的論文。僅從論文提要上看，它似乎已經(jīng)具備了生成式AI、大型語言模型、ChatGPT的核心概念要素：深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、涌現(xiàn)、序列、泛化，大數(shù)據(jù)，甚至GPU（異步并行計算及易于適應(yīng)集成電路），所有這些術(shù)語，在這篇論文發(fā)布42年之后，都已經(jīng)普及成為大眾熟悉的AI常識。“具有大量簡單等效組件(或神經(jīng)元)的系統(tǒng)，其計算特性可以作為系統(tǒng)的集體特性而涌現(xiàn)，這些特性可以用于生物有機體或計算機的構(gòu)建。內(nèi)容尋址記憶的物理含義可以用系統(tǒng)狀態(tài)在相空間中的適當(dāng)流動來描述。該系統(tǒng)的模型基于神經(jīng)生物學(xué)的某些方面，但易于適應(yīng)集成電路。這個模型的集體特性產(chǎn)生了一種內(nèi)容尋址記憶，它能夠從任何足夠大的子部分正確地提取出完整的記憶。系統(tǒng)狀態(tài)隨時間演化的算法基于異步并行處理。其他涌現(xiàn)的集體特性包括一定程度的泛化能力、熟悉度識別、分類、糾錯和時間序列保持能力。這些集體特性對建模細(xì)節(jié)或單個設(shè)備的故障僅有微弱的敏感性。”霍普菲爾德這篇文章的作者，就是如今天在普林斯頓執(zhí)教的霍普菲爾德 （John J.Hopfield）。很大程度上因為這篇論文，他發(fā)明了霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)，并且與有著深度學(xué)習(xí)之父稱號的辛頓（GeoffreyE. Hinton），共同獲得了今年的諾貝爾物理學(xué)獎。
來源：WCC。說明：2005年世界文化理事會（WCC）為霍普菲爾德在物理、化學(xué)和生物學(xué)上的跨學(xué)科貢獻(xiàn)及揭示了實驗事實背后的概念結(jié)構(gòu)，頒發(fā)了阿爾伯特愛因斯坦世界科學(xué)獎。
不少人在問，為什么諾貝爾物理學(xué)獎，要頒發(fā)給在人工智能領(lǐng)域取得成就的科學(xué)家？物理學(xué)不存在了嗎？要靠AI來刷存在感嗎？其實這個問題應(yīng)該這樣來問：為什么一位物理學(xué)家，能在人工智能領(lǐng)域做出奠基性的貢獻(xiàn)？霍普菲爾德似乎比辛頓更有資格回答這個問題，因為他在開始探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與物理系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)之前，就已經(jīng)是一位很有成就的固態(tài)和凝聚態(tài)物理學(xué)家、分子生物學(xué)家。他在貝爾實驗室對半導(dǎo)體的研究經(jīng)歷，也告訴我們可以用集成電路來模擬人類的認(rèn)知活動，構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-物理系統(tǒng)的物質(zhì)基�；羝辗茽柕率侨绾螐囊晃晃锢韺W(xué)家跨界到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究（當(dāng)時還不叫AI）？作者2014年為《年度評論》撰寫的一篇文章，回顧了他從物理學(xué)跨界到生物物理學(xué)，然后因為一個偶然的機會對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著迷，并且發(fā)表了上述者名論文的經(jīng)歷。他在被傳統(tǒng)物理學(xué)放逐之后，2003年被選為美國物理學(xué)會的主席。原文標(biāo)題是《固體物理學(xué)發(fā)生了什么？》，我們節(jié)選了后半部分編譯。如下。Biological Physics，還是Biophysics自從物理學(xué)成為科學(xué)中的一個獨立學(xué)科以來，一些物理學(xué)家對生物學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。19世紀(jì)的標(biāo)志性人物如亥姆霍茲和伽伐尼（Helmholz and Galvani）就是典型例子，他們的貢獻(xiàn)之所以特別值得注意，是因為這些貢獻(xiàn)與當(dāng)時物理學(xué)的前沿密切相關(guān)。在更現(xiàn)代的時期，物理學(xué)家Max Delbrück、Seymour Benzer、FrancisCrick和Wally Gilbert決心為主流生物學(xué)做出貢獻(xiàn)。他們確實做出了重大貢獻(xiàn)。然而，如果你閱讀他們的主要成果，你會發(fā)現(xiàn)沒有什么特別標(biāo)志表明這些研究者受過物理學(xué)教育。盡管他們的創(chuàng)造力和思維清晰度堪稱典范，但同時期許多對分子生物學(xué)發(fā)展有貢獻(xiàn)的生物學(xué)或化學(xué)背景的同行也是如此。物理學(xué)期刊沒有發(fā)表他們的成果，他們的生物學(xué)成就也沒有在美國物理學(xué)會(APS)會議上展示。簡而言之，這些科學(xué)家離開了物理學(xué)的學(xué)術(shù)圈，轉(zhuǎn)而加入了生物學(xué)群體。這種轉(zhuǎn)變很重要，因為正是群體共識定義了什么問題重要、什么解釋框架有效，以及什么事實是無可爭議的。生物物理學(xué)現(xiàn)在與凝聚態(tài)物理學(xué)關(guān)聯(lián)在一起。生物物理學(xué)始于一些著名物理學(xué)家，他們在對生物學(xué)（廣義定義）產(chǎn)生興趣的同時，也保持著與物理學(xué)根源和物理學(xué)界的緊密聯(lián)系。當(dāng)然，在物理系和醫(yī)學(xué)院中，物理學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用由來已久，包括輻射生物學(xué)、膜物理學(xué)、生物物理學(xué)、生物儀器等多個領(lǐng)域。但在1965年之前，沒有任何重要的物理系將這些活動作為其學(xué)術(shù)工作的重要、不可或缺和受人尊重的組成部分。偶爾會容忍一些特立獨行者，但即使這些人也通常是在解決生物學(xué)家定義的問題。沒有任何工業(yè)研究實驗室或政府實驗室像貝爾實驗室對待固態(tài)物理那樣，將物理學(xué)和生物學(xué)的廣泛交叉作為主要技術(shù)焦點。但時代在變化。X射線測定DNA和一些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的成功，增加了人們在原子水平上探索生命過程的興趣，希望像理解硅晶體、p-n結(jié)或激光物理那樣理解生物分子的功能特性。電子順磁共振（EPR）、核磁共振（NMR）和激光/現(xiàn)代光學(xué)等實驗工具的快速發(fā)展，為實驗物理學(xué)家在生物學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)造了機會。而固態(tài)物理學(xué)在識別和理解固體中許多一階簡單和明顯問題方面的巨大成功，產(chǎn)生了一批尋找新問題的物理學(xué)家。有些人轉(zhuǎn)向固體中更深入的問題；有些人轉(zhuǎn)向其他具有明顯物理內(nèi)容的發(fā)展領(lǐng)域（如激光物理）。少數(shù)人轉(zhuǎn)向生物物理學(xué)，在那里大多數(shù)零階問題還沒有被提出，更不用說得到解答了。在20世紀(jì)60年代，當(dāng)一個物理學(xué)家觀察生物過程時，這些過程看起來似乎是有目的性的，幾乎是奇跡般的。細(xì)胞分裂或思維這樣的過程怎么可能僅僅是一個沒有設(shè)計的系統(tǒng)中的簡單經(jīng)典物理定律呢？然而，物理學(xué)家對生命過程的神秘和表面奇跡的解釋并不會在根本上涉及普朗克常數(shù)。生物學(xué)的深層奧秘在于“數(shù)量變導(dǎo)致質(zhì)變”。這里至少存在兩個時間尺度，一個是進(jìn)化的時間尺度，另一個是單個生物體命過程的時間尺度。在這兩個時間尺度上，我們看到的現(xiàn)象都與我們在任何物理系統(tǒng)中看到的結(jié)果完全不同。當(dāng)一個物理學(xué)家真正理解某件事時，他可以向另一個物理學(xué)家解釋，使后者覺得這個結(jié)果是顯而易見的。對于新興的生物物理學(xué)領(lǐng)域來說，這種理解是最終的圣杯。對生物學(xué)難題感興趣的物理學(xué)家必須從適度的生物學(xué)目標(biāo)開始追求這種理解，選擇特別適合實驗物理學(xué)的技術(shù)和態(tài)度的問題。George Feher離開貝爾實驗室，到新成立的加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系任教，開始了基于EPR的細(xì)菌光合作用微觀機器研究。通用電氣研究實驗室的Ivar Giaever利用他對金屬薄膜的理解來開發(fā)更靈敏的病毒檢測方法。Leon Cooper從超導(dǎo)理論轉(zhuǎn)向神經(jīng)生物學(xué)的學(xué)習(xí)理論，與實驗神經(jīng)生物學(xué)家互動。我提到這三個例子是因為他們都是非常成功的固態(tài)物理學(xué)家，在20世紀(jì)60年代中期就已經(jīng)在生物系統(tǒng)中找到了他們的新問題，但他們的論文仍然保持在物理學(xué)的定量和建模世界中，固態(tài)物理學(xué)界也能讀懂。生物物理學(xué)也通過在邊緣地帶的聚集而發(fā)展。在20世紀(jì)70年代初，HansFrauenfelder從使用核物理作為探測局部固態(tài)環(huán)境的手段轉(zhuǎn)向研究肌紅蛋白中的局部場環(huán)境。他是生物物理學(xué)（他命名的）特別有效的倡導(dǎo)者，認(rèn)為生物物質(zhì)如此不尋常，以至于其性質(zhì)應(yīng)該為其本身而研究，這種研究不應(yīng)受生物學(xué)相關(guān)性問題的束縛。當(dāng)然，從長遠(yuǎn)來看，真正不尋常的性質(zhì)往往是由于進(jìn)化重要性而存在的，這就從后門把生物學(xué)帶了回來。物理學(xué)家應(yīng)該對生物系統(tǒng)提出自己的問題，應(yīng)該堅持為物理學(xué)家而不是為生物學(xué)家寫作，這部分成為了生物物理學(xué)（biological physics）和較老的生物物理學(xué)科(biophysics)之間的知識分野。從凝聚態(tài)物理進(jìn)入生物學(xué)選擇問題是決定一個人在科學(xué)中能夠完成什么的首要因素。一個支持性的環(huán)境也有幫助。因此，我最后要談?wù)勎易约涸谖锢韺W(xué)-生物學(xué)界面的知識歷程。我在科學(xué)問題上通常注意力持續(xù)時間較短（注意博學(xué)者和業(yè)余愛好者之間的細(xì)微差別，我經(jīng)常越界）。因此，當(dāng)我目前的問題得到解決，或被我歸類為難以解決時，我總是在尋找更有趣的問題。1968年，我在凝聚態(tài)領(lǐng)域已經(jīng)找不到適合我特殊才能的問題了。（我曾聽到LinusPauling在一次采訪中就這個話題說：“我問自己，‘這是否是一個我可能會有所貢獻(xiàn)的問題？’”承認(rèn)自己的能力、風(fēng)格和弱點是非常有用的。）我獲得了古根海姆獎學(xué)金去劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室待了半年，希望找到新的有趣方向，但沒找到適合我的�；氐狡樟炙诡D和我在貝爾實驗室半導(dǎo)體組的顧問工作后，我遇到了Robert G. Shulman，一位正在對血紅蛋白進(jìn)行高分辨率核磁共振研究的化學(xué)家。他描述了四個分散的鐵原子在血紅蛋白的血紅素基團(tuán)中心的協(xié)同氧結(jié)合。大量的物理學(xué)技術(shù)被用來研究這個分子。核磁共振、電子順磁共振、光譜學(xué)、共振拉曼散射、X射線結(jié)構(gòu)研究、穆斯堡爾光譜學(xué)所有固態(tài)物理學(xué)的巧妙實驗技術(shù)似乎都與血紅蛋白有關(guān)。一段時間內(nèi)，它成為物理學(xué)家理解蛋白質(zhì)如何發(fā)揮功能的氫原子。Shulman想要理論方面的伙伴，所以他努力讓我對這個問題以及這類研究在將生物學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;硬”科學(xué)方面的未來產(chǎn)生興趣。因此，血紅蛋白為我提供了從凝聚態(tài)物理學(xué)進(jìn)入生物物質(zhì)物理學(xué)的簡單入口。和固態(tài)物理學(xué)的大部分情況一樣，研究重點仍然是結(jié)構(gòu)和低能激發(fā)如何產(chǎn)生實驗物理性質(zhì)�？茖W(xué)中唯一特殊的概念添加是“功能”的概念：即只有一小部分性質(zhì)對生物學(xué)極其重要，進(jìn)化選擇塑造了生物系統(tǒng)使其能夠良好運作。“功能”這個詞特別具有生物學(xué)特色，它出現(xiàn)在生物學(xué)和應(yīng)用科學(xué)/工程學(xué)中（這些領(lǐng)域是為了造福人類而研究的），但在純物理學(xué)、純化學(xué)、天文學(xué)或地質(zhì)學(xué)中并不相關(guān)。我和Shulman的團(tuán)隊合作了幾年，試圖理解在四個相距較遠(yuǎn)的血紅素基團(tuán)中觀察到的氧氣結(jié)合平衡的協(xié)同作用能。貝爾實驗室對這個研究相當(dāng)支持。我的顧問工作從半導(dǎo)體組轉(zhuǎn)到了生物物理組，只是略帶諷刺地說，由于我從一個我是專家的領(lǐng)域轉(zhuǎn)到一個我一無所知的領(lǐng)域，他們那年幾乎不能提高我的顧問費。這評論很公平。在用統(tǒng)一框架解釋各種實驗方面取得了一些成功。[該組另一位在生物學(xué)上默默無聞的成員是Seiji Ogawa，他20年后（仍在貝爾實驗室時�。┮蚶盟诤舜殴舱窈脱t蛋白方面的專業(yè)知識發(fā)明了大腦功能性磁共振成像而成名。]貝爾實驗室的團(tuán)隊隨后將研究重點從血紅蛋白轉(zhuǎn)向了tRNA（轉(zhuǎn)運RNA），他們可以從核磁共振中確定二級結(jié)構(gòu)的某些方面。由于缺乏將這些實驗與功能問題聯(lián)系起來的方法，我有些失去了興趣。然而，我確實參加了許多外部演講者的研討會，他們在不太了解tRNA結(jié)構(gòu)的情況下描述其生物學(xué)功能。45年后仍然印象深刻的是Herbert Weissbach關(guān)于蛋白質(zhì)合成的演講。這個兩小時的講座充滿了太多物理學(xué)家無法記住的細(xì)節(jié)，包括一部古怪的電影，學(xué)生們扮演氨基酸、RNA、蛋白質(zhì)等角色，最后以氨基酸學(xué)生形成鏈條而磷酸鹽和tRNA學(xué)生消失在虛無中結(jié)束，這是我加入貝爾生物物理組的代價。我得到的唯一總體印象是，蛋白質(zhì)合成過程中似乎存在高能分子的巨大浪費，這很典型地是物理學(xué)家的觀點，而演講者并未提及這點，他專注于描述組裝蛋白質(zhì)的線性生化途徑。分子生物學(xué)生涯同時，我開始教授我的第一門生物物理課程。我在血紅蛋白上花了太多時間。不幸的是，血紅蛋白不是生物學(xué)問題的好入門，因為它最明顯的物理問題是平衡問題。而生物學(xué)的本質(zhì)是遠(yuǎn)離平衡的驅(qū)動系統(tǒng)的動力學(xué)。在學(xué)期進(jìn)行到第四周時，一天晚上我下定決心要開發(fā)一個處理任何生物動力學(xué)問題的理論方法。唯一的前提是只需要基礎(chǔ)量子力學(xué)和基本固態(tài)物理知識的水平和方式來處理。我很快意識到，從物理學(xué)的角度來看，生物學(xué)中最簡單的化學(xué)反應(yīng)是幾乎沒有核運動和化學(xué)鍵重排的電子轉(zhuǎn)移。光合作用的早期階段和氧化磷酸化中的一些重要過程就屬于這種性質(zhì)。所以那天晚上我確定了下周的主題，并粗略解決了電子轉(zhuǎn)移速率問題。這很容易做到，因為這個問題與我十年前在半導(dǎo)體中研究的被俘獲電子-空穴復(fù)合問題非常相似。然后，發(fā)現(xiàn)這個簡單問題在文獻(xiàn)中沒有得到適當(dāng)處理，我把這個課堂練習(xí)整理成文章發(fā)表在PNAS上。（在那里我以高度簡化的形式描述了理論，去掉了大部分物理學(xué)的復(fù)雜性，希望生物化學(xué)家能夠閱讀。）簡而言之，這個問題的確定僅僅源于我的教學(xué)需求。幸運的是，它最終引起了其他人的興趣，為許多理論和實驗研究提供了起點。然后我需要為我的課程準(zhǔn)備第二個生物動力學(xué)問題。我在研討會上聽到了足夠多關(guān)于蛋白質(zhì)合成及其相關(guān)化學(xué)問題的內(nèi)容，于是我轉(zhuǎn)向了準(zhǔn)確制造蛋白質(zhì)的動力學(xué)問題。圍繞蛋白質(zhì)合成的大多數(shù)生物化學(xué)都基于鎖和鑰匙的描述，認(rèn)為錯誤反應(yīng)是不可能的，因為"錯誤的氨基酸不適配"。實際上，理解生物化學(xué)通常被視為繪制"發(fā)生什么"的問題。而"通常不發(fā)生什么"卻很少被考慮。從物理學(xué)的角度來看，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)在室溫下都是可能的。相似但不同的反應(yīng)只會有不同的能量，因此有不同的玻爾茲曼因子（是一個物理學(xué)概念，尤其在統(tǒng)計力學(xué)和熱力學(xué)中被廣泛使用。它描述了一個系統(tǒng)中具有能量E 的某個狀態(tài)在給定溫度T 下出現(xiàn)的概率大校Boltzmann 因子表達(dá)了狀態(tài)能量與溫度之間的關(guān)系，是決定不同狀態(tài)分布的重要參數(shù)。）區(qū)分實際上是基于能量差異。"A發(fā)生而B不發(fā)生"應(yīng)該被替換為"A以~exp(-EA/κT)的速率發(fā)生，B以~exp(-EB/κT)的速率發(fā)生。"錯誤率與正確率的比值必須是exp[-(EA-EB)/κT]，其中EA-EB是區(qū)分能。我設(shè)法準(zhǔn)備了幾節(jié)課，說明為了準(zhǔn)確的生物合成，化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)該被推動得太快。在準(zhǔn)備講課的過程中，我用固態(tài)物理的方法估算了兩個非常相似的氨基酸（纈氨酸和異亮氨酸，僅相差一個甲基）之間的區(qū)分能。我計算出異亮氨酸結(jié)合位點對纈氨酸的區(qū)分能力為1/50。不幸的是，生物蛋白質(zhì)合成中的實驗數(shù)據(jù)（來自物理學(xué)家R. Loftfield的工作）約為1/3,000。這說明我把估算技術(shù)從一個領(lǐng)域帶到另一個領(lǐng)域的能力還不夠！這個問題一直困擾著我。一個月后，我意識到解決這個悖論的方法是：Loftfield和我都是對的，生物學(xué)一定找到了在分子水平上校對的方法，從而將1/50的內(nèi)在基本準(zhǔn)確度提升到了(1/50)。我很快找到了兩種思考校對的方式，兩種方式都需要耗散自由能。我突然想起了Weissbach的研討會及其暗示的蛋白質(zhì)合成中的能量大量使用。使用能量源驅(qū)動動力學(xué)校對的直接解決方案留給讀者，這在分子生物學(xué)和免疫學(xué)中已經(jīng)得到了實驗證實。這兩個問題和論文都發(fā)表在1974年的PNAS上，奠定了我短暫的分子生物學(xué)生涯，也是加州理工學(xué)院化學(xué)和生物學(xué)部門向我提供教授職位的基矗它們對普林斯頓物理系有什么影響？我從未在物理學(xué)討論會或固態(tài)物理研討會上講過這兩項工作。普遍的態(tài)度是我可能在做一些有趣的事情，但對普林斯頓物理系來說涉及太多細(xì)節(jié)。1979年，當(dāng)我去見物理系主任Val Fitch，告訴他加州理工學(xué)院的offer時，沒有得到任何挽留。Val說對我們雙方來說，我離開普林斯頓是最好的�？杀氖�，他是對的，我離開了這個我熱愛但不支持我的群體的安全港。偶入神經(jīng)系統(tǒng)我進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)層面的生物信息處理領(lǐng)域完全是偶然的。1977年冬天，我在哥本哈根的玻爾研究所/北歐理論物理研究所工作，這是他們零星但持續(xù)的生物學(xué)拓展計劃的一部分。我安排了許多擴(kuò)展性的交叉學(xué)科研討會，但沒有為自己找到新問題�；氐狡樟炙诡D后不久，F(xiàn)rancis O. Schmidt找上了我。他經(jīng)營著一個叫做神經(jīng)科學(xué)研究項目（NRP）的機構(gòu)，主要舉辦小型會議，由該項目的20名固定成員和20名根據(jù)特定主題選擇的外部人員參加。Schmidt邀請我在下次會議上發(fā)言。我告訴他我對神經(jīng)科學(xué)一無所知。他說沒關(guān)系，"只要講你感興趣的"，所以我談了生物分子準(zhǔn)確性。聽眾神經(jīng)病學(xué)家、神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)家、心理學(xué)家、免疫學(xué)家、電生理學(xué)家、神經(jīng)解剖學(xué)家、生物化學(xué)家?guī)缀趼牪欢艺f的話。這沒關(guān)系。這是個設(shè)計好的局。Frank想要在小組中加入一位物理學(xué)家，希望能找到一個會與這個學(xué)科互動并可能幫助它成為更完整科學(xué)的人。他從相對論學(xué)家John A. Wheeler那里得到了我的名字，Wheeler（由于我一直不明白的原因）一直是我堅定的支持者之一。我被深深吸引住了。心智如何從大腦中產(chǎn)生，對我來說是人性提出的最深刻的問題。這個由不同才能和極大熱情組成的NRP俱樂部正在探索這個問題。但這群科學(xué)家永遠(yuǎn)不可能解決這個問題，因為解決方案只能用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)語言和結(jié)構(gòu)來表達(dá)。NRP中沒有人在這個領(lǐng)域游刃有余。所以我加入了這個團(tuán)隊。我的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)教育是通過參加每半年一次的NRP會議，坐在他們各自領(lǐng)域的世界級專家旁邊，他們會耐心地向我解釋正在發(fā)生的事情。1979年秋天，我開始研究簡單網(wǎng)絡(luò)中二元神經(jīng)元的計算動力學(xué)。不幸的是，無論是普林斯頓物理系還是貝爾實驗室生物物理部都沒有適合模擬各種簡單想法的計算環(huán)境（這些想法的后果難以用數(shù)學(xué)探索），所以我進(jìn)展不大。我確實在NRP做了一個關(guān)于使用吸引子（微積分與系統(tǒng)科學(xué)的概念，一個系統(tǒng)在時間演化過程中趨向穩(wěn)定的狀態(tài)或行為，吸引子就這個系統(tǒng)的最終穩(wěn)態(tài)，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或計算模型中，吸引子可以代表系統(tǒng)的某種穩(wěn)定的活動模式，例如神經(jīng)元的某種激活模式）進(jìn)行計算的報告。大多數(shù)人都忽視了它，盡管一個年輕的革新者后來告訴我這是一個精彩的報告，但可惜與神經(jīng)生物學(xué)無關(guān)。當(dāng)我現(xiàn)在前往神經(jīng)科學(xué)學(xué)會領(lǐng)取2012年Swartz獎（計算神經(jīng)生物學(xué)獎，這個學(xué)科30年前還不存在）時，我感謝這些經(jīng)歷，它們減弱了我對某些批評的敏感度。開啟物理進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)之門最終，我對自旋玻璃理論的了解（感謝與P.W. Anderson終身的交流）、加州理工學(xué)院的化學(xué)計算設(shè)施，以及一點神經(jīng)生物學(xué)知識，促成了我第一篇使用"神經(jīng)元"一詞的論文（指1982年發(fā)表的《具有涌現(xiàn)集體計算能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和物理系統(tǒng)》）。這為許多物理學(xué)家打開了進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)研究的大門，也是我寫過的被引用最多的論文。就連AT&T也很滿意，因為這篇論文不僅為他們的專利池貢獻(xiàn)了一個被頻繁引用的專利，還加強了實驗室神經(jīng)生物物理學(xué)和凝聚態(tài)物理學(xué)之間的聯(lián)系。1997年，我回到了普林斯頓在分子生物學(xué)系，該系當(dāng)時有興趣擴(kuò)展到神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域。雖然該系沒有人認(rèn)為我是物理學(xué)家以外的什么人，但他們勉強意識到生物學(xué)可以使用物理學(xué)的態(tài)度和觀點的注入。那時我已經(jīng)偏離傳統(tǒng)物理學(xué)太遠(yuǎn)，無法被任何物理系聘用。所以當(dāng)2003年美國物理學(xué)會（APS）邀請我作為副主席候選人時，我非常驚訝。而且，我很高興被選中并最終擔(dān)任APS主席。我一直覺得我所做的研究完全符合物理學(xué)的精神和范式，即使被大學(xué)物理系排斥。我認(rèn)為我的當(dāng)選主要是會員的一個象征性行為，表明“這也是物理學(xué)”或者說“這也是固態(tài)物理學(xué)”。物理學(xué)多次不得不做出選擇：是努力保持一個新的組成部分（就像是一個十幾歲的孩子）在圈子里，還是將其作為一個獨立的學(xué)科送入荒野。我很欣慰現(xiàn)在許多也許是大多數(shù)物理學(xué)家都將復(fù)雜系統(tǒng)物理學(xué)，特別是生物物理學(xué)視為家庭成員。物理學(xué)是一種看待世界的觀點。記憶以景觀的方式存儲
這張圖片解釋了John Hopfield的聯(lián)想記憶模型，以類似于塑造景觀的方式存儲信息。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接受訓(xùn)練時，它為每個保存的模式在虛擬能量景觀中創(chuàng)建一個山谷。"1: 當(dāng)訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)被輸入一個扭曲或不完整的模式時,可以比作在這個景觀中滾落一個球。2: 球會滾動直到到達(dá)一個被高地包圍的位置。同樣地,網(wǎng)絡(luò)會朝著較低能量的方向發(fā)展,并找到最接近的已保存模式。右側(cè)顯示了兩個點陣圖:- 上方標(biāo)記為"輸入模式"，顯示了一個不完整或扭曲的模式。- 下方標(biāo)記為"保存模式"，顯示了完整的模式。這個模型說明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何處理并恢復(fù)不完整或扭曲的信息。它將記憶存儲比喻為一個能量景觀,其中完整的記憶位于能量低谷。當(dāng)輸入不完整信息時,系統(tǒng)會自動"滾落"到最接近的完整記憶狀態(tài),從而實現(xiàn)聯(lián)想記憶和模式識別。完整原文來源：
