Премия по физике 2024: за нейросети

(продолжение, начало тут) 

Эта история начинается, как всё хорошее в этом мире, тоже с биологии. А именно с наблюдения, которое сделал биолог Рамон-и-Кахаль больше ста лет назад.

Рамон-и-Кахаль резал мозг разных животных и людей на тонкие слои, научился прокрашивать их серебром, и установил, что нейроны образуют связи между собой. И вот он увидел, что именно в тех участках мозга, к которым сходится информация от всего тела, у разных животных возникают слоистые структуры: нейроны уложены слоями. Например у человека в больших полушариях мозга -- пять слоев.

В послевоенное время родилась такая гипотеза. Возможно такая слоистость связана с тем, что нейроны умеют разбивать задачи на иерархически выстроенные этапы. Это вот как могло бы работать: допустим, нас с вами 200 человек, и мы -- бюрократы. Нам нужно обслужить толпу из 20000 посетителей. Можно сделать так, чтобы своя очередь из 100 человек выстроилась к каждому из нас, и это займет сколько-то времени. Но можно, как предсказывает эта теория, сделать иначе: выставить первый ряд из 10 столов, и к нему -- 10 очередей. В первом ряду (это еще наз. “первым слоем”) бюрократы быстро выясняют пол, возраст и гражданство всех людей -- и делят их на 10 категорий. Далее, люди попадают к следующему слою, где тоже проводится какой-то кусочек обработки их запросов. Гипотеза предсказывала, что этот принцип позволяет провести работу гораздо быстрее - и мол поэтому-то нейроны образуют слои в самых нагруженных участках мозга. 

Этот принцип обработки информации получил название “нейросети”; биологи только начинают находить подтверждение того, что в реальном мозге так и происходит. Зато в науке об информации возникла идея создать такие компьютеры. Каждый раз, что меня просят рассказать людям из IT что-то про мозг, я начинаю с этого описания, и говорю, что биологи думают, что в мозге есть нейросети – ну, это как ваши, компьютерные нейросети. Это в точности повторяет постсоветский анекдот про то что “их доллары - прямо как наши баксы!”

Лауреаты этого года -- двое физиков, Джефри Хинтон и Джон Хопфилд. Они занимались первыми компьютерными нейросетями – и в процессе увидели, что у них получается что-то, что больше похоже на физические, а не биологические объекты. В этот момент они задействовали математику, то есть уравнения, которые до этого использовались в физике для описания того, как ведут себя микроскопические частицы (например, электроны внутри магнита или молекулы в газе). Эти уравнения помогли им решать возникающие задачи -- и вот поэтому премию дали по физике, к возмущению многих комментаторов.

Итог - “совершенно новый способ использовать компьютеры” как сказал Нобелевский комитет. Компьютеры, которые работают способом, похожим на человеческий мозг, и способные к обучению. Хинтон ушел из Гугла, чтобы иметь возможность открыто обсуждать его мрачные опасения по поводу наступающей эры ai: “У нас нет опыта жизни рядом с чем-то, что умнее нас”, сказал он в интервью NYT.

Как я говорил, лично для меня одно из самых выдающихся достижений нейросетей -- возможность точно выяснять как устроены белки. Давайте вернемся к ним (в канал Голый Землекоп) и обсудим последнюю премию - в следующем сообщении.