AI met Nobelprijzen: dubbele overwinning leidde tot discussie over wetenschappelijke disciplines

AI met Nobelprijzen: dubbele overwinning leidde tot discussie over wetenschappelijke disciplines

De Nobelcommissies hebben de transformatieve kracht van kunstmatige intelligentie (ki) erkend in twee van de prijzen van dit jaar-ze zijn geëerd Pioneers van de neurale netwerken in de fysica-prijs en de Ontwikkelaar van berekeningstools voor het onderzoeken en ontwerpen van eiwitten In de chemische prijs. Maar niet alle onderzoekers zijn tevreden.

Slechts enkele ogenblikken na de aankondiging van de winnaars van de Nobel -fysica -prijs van dit jaar door de Royal Swedish Academy of Sciences, ondervond de wereld van sociale media een flits van discussies. Verschillende natuurkundigen voerden aan dat de wetenschap die ten grondslag ligt aan mechanisch leeronderzoek, dat werd gevierd in de prijzen voor Geoffrey Hinton en John Hopfield, niet echt fysica was.

"I am speechless. I appreciate machine learning and artificial neural networks as well as any other, but it is difficult to see that this is a physical discovery," wrote Jonathan Pritchard, an astrophysicist at Imperial College London, op x ." Ik denk dat de Nobelprijs werd getroffen door de AI Hype. "

Het onderzoek van Hinton aan de Universiteit van Toronto in Canada en Hopfield aan de Princeton University in New Jersey "behoort tot het gebied van informatica", zegt Sabine Hossenfelder, een fysicus bij het Münchencentrum voor wiskundige filosofie in Duitsland. "De jaarlijkse Nobelprijs is een zeldzame kans voor natuurkunde - en de fysici - om in de schijnwerpers te stappen. Het is de dag waarop vrienden en familie zich herinneren dat ze een natuurkundige kennen en misschien vragen waar deze laatste Nobelprijs over ging. Maar niet dit jaar."

Verenigen enkele perspectieven

Niet iedereen maakte zich zorgen: veel natuurkundigen verwelkomden het nieuws. "Het onderzoek van Hopfield en Hinton was interdisciplinair en bracht fysica, wiskunde, informatica en neurowetenschappen samen", zegt Matt Strasser, een theoretische fysicus aan de Harvard University in Cambridge, Massachusetts. "In deze zin behoort het tot al deze gespecialiseerde gebieden."

Anil Ananthaswamy, een wetenschapsjournalist uit Berkeley, Californië en auteur van het boek "Why Machine Learn", merkt op dat het onderzoek door de Nobelcommissie in de puurste zin geen theoretische fysica is, maar is geworteld in technieken en concepten uit fysica, zoals energie. De "Boltzmann Networks" uitgevonden door Hinton en de Hopfield Networks "zijn beide met energiegedreven modellen", zegt hij.

De verbinding met de natuurkunde werd zwakker in de latere ontwikkelingen in machine learning, voegt ananthaswamy toe, vooral met de "feedforward" -technieken die neurale netwerken gemakkelijker maakten om te trainen. Desalniettemin keren fysieke ideeën terug en helpen ze onderzoekers te begrijpen waarom de steeds complexere Deep Learning Systems doen wat ze doen. "We hebben de manier nodig om te denken aan fysica om machine learning te bestuderen", zegt Lenka Zdeborová, die onderzoekt de statistische fysica van de berekening van het Zwitserse Federal Institute for Technology in Lausanne (EPFL).

"Ik denk dat de Nobelprijs voor de natuurkunde steeds meer gebieden van fysieke kennis moet blijven doordringen", zegt Giorgio Parisi, een natuurkundige aan de Sapienza University Rome Rome, de de Nobelprijs gedeeld 2021 . "Natuurkunde wordt steeds breder en omvat veel kennisgebieden die in het verleden niet hebben bestaan ​​of geen deel uitmaken van de natuurkunde."

niet alleen ki

The computer science seemed to take over the Nobel Prize the day after the Physics award was announced, as Demis Hassabis and John Jumper, co-founder of Ki-Tools voor eiwitstructuur voorspelling Alphafold Bij Google DeepMind in Londen in Londen, de helft van de chemie Nobelprijs. (De andere helft werd toegekend aan David Baker van de Universiteit van Washington in Seattle voor werken over eiwitontwerp die geen machine learning gebruiken).

De prijs was erkenning van de verstorende kracht van de AI, maar ook de constante toename van kennis in de structurele en computer -aided biologie, zegt David Jones, een bio -informatormatist aan de University of College London, die met DeepMind werkte aan de eerste versie van Alphall. "Ik denk niet dat Alphafold een radicale verandering vertegenwoordigt in de onderliggende wetenschap die nog niet beschikbaar was", zegt hij. "Het gaat alleen om hoe alles in elkaar was gezet en zo ontworpen dat Alphafold deze hoogten kon bereiken."

Een keyInput die Alphafold gebruikt, zijn de sequenties van gerelateerde eiwitten van verschillende organismen die aminozuurparen kunnen identificeren die waarschijnlijk ko-evolutie zijn en daarom dicht bij de 3D-structuur van een eiwit kunnen zijn. Onderzoekers hebben deze kennis al gebruikt om eiwitstructuren te voorspellen toen Alphafold werd ontwikkeld, en sommigen begonnen zelfs het idee in diepe leernetwerken te implementeren.

"Het was niet eenvoudig dat we aan het werk gingen, op de AI -knop drukten en toen ging iedereen naar huis", zei Jumper op een persconferentie op DeepMind op 9 oktober. "Het was echt een iteratief proces waarin we de juiste combinaties hebben ontwikkeld, onderzocht en probeerden te vinden tussen wat de gemeenschap over eiwitten begreep en hoe we deze intuïties in onze architectuur konden opnemen."

Alphafold zou niet mogelijk zijn geweest als de eiwitdatabase niet had bestaan, een vrij toegankelijke repository van meer dan 200.000 eiwitstructuren, waaronder sommige die hebben bijgedragen aan eerdere Nobelprijzen die werden bepaald met behulp van röntgenkristallografie, cryo-elektronenmicroscopie en andere experimentele methoden. "Elk gegevenspunt is het resultaat van jarenlange inspanning van iemand," zei Jumper.

Sinds de stichting in 1901 zijn Nobelprijzen vaak een weerspiegeling van de invloed van onderzoek op de samenleving en hebben ze praktische uitvindingen beloond, niet alleen pure wetenschap. In dit opzicht zijn de prijzen in 2024 geen uitbijters, zegt Ananthaswamy. "Soms worden ze bekroond voor zeer goede engineeringprojecten. Data-label =" https://www.nobelprize.org/physics/1964/summary/ "data-track-category =" Body Text Link "> laser en PCR .