今年的諾貝爾物理學獎頒給了 “AI教父”？傳統物理學專業還要申嗎？

瑞典皇家科學院10月8日宣布，將2024年諾貝爾物理學獎授予John J. Hopfield和Geoffrey E. Hinton，以表彰他們(men) 利用人工神經網絡實現機器學習(xi) 的奠基性發現和發明。

約翰·J.霍普菲爾德（John J. Hopfield）1933年出生於(yu) 美國伊利諾伊州芝加哥市，1958年獲得康奈爾大學博士學位。研究領域是神經科學、生物物理學和分子生物學，特別是在蛋白質折疊和生物係統的計算功能方麵做出了重要貢獻。

傑弗裏·E.欣頓（Geoffrey E. Hinton）1947年出生於(yu) 英國倫(lun) 敦，1978年獲得英國愛丁堡大學博士學位，被譽為(wei) “神經網絡之父”，曾於(yu) 2018年與(yu) 楊立昆和約書(shu) 亞(ya) ·本吉奧共同獲得了當年的“計算機界的諾貝爾獎”圖靈獎。

此次獲獎的人工神經網絡（artificial neural network），推動了機器學習(xi) 在過去十五到二十年間迅猛發展。如今大眾(zhong) 廣泛談論的AI，一般指的就是這種技術。

盡管計算機不能思考，但機器可以模仿記憶和學習(xi) 等功能，簡單來說，今年的兩(liang) 位諾貝爾物理學獎得主，利用物理學的基本概念和方法，開發出了利用網絡結構處理信息的技術。

這項技術的zui初靈感來自大腦結構。

就像大腦中大量神經元通過突觸相連一樣，人工神經網絡由大量“節點”通過“連接”組成。每個(ge) 節點就像一個(ge) 神經元，而連接的強弱則類似於(yu) 突觸的強度，決(jue) 定了信息傳(chuan) 遞的效果。

1982年，約翰·霍普菲爾德創建了一種用於(yu) 機器的聯想記憶方法，提出了一種革命性的網絡結構，被稱為(wei) “霍普菲爾德網絡”。這個(ge) 網絡能夠存儲(chu) 多個(ge) 模式（比如圖像），並且在麵對不完整或有噪聲的輸入時，能夠重構出zui相似的模式。

欣頓在此基礎上更進一步，他希望機器能像人類一樣自主學習(xi) 和分類信息，於(yu) 1985年和同事提出了“玻爾茲(zi) 曼機”網絡模型（這個(ge) 名字源於(yu) 19世紀物理學家路德維希·玻爾茲(zi) 曼的方程）。

該模型通過統計物理學中的玻爾茲(zi) 曼分布來識別數據中的特征，成為(wei) 了現代深度學習(xi) 網絡的基礎。欣頓的研究繼續推進，讓當前機器學習(xi) 領域有了爆炸式的發展。

目前，相關(guan) 技術已被用於(yu) 推動物理學多個(ge) 領域的研究，包括粒子物理、材料科學和天體(ti) 物理等，目標申請物理學相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 的同學，未來會(hui) 擁有更廣泛的發展方向。

01、英本相關(guan) 院校及專(zhuan) 業(ye) 介紹

欣頓教授博士階段就讀的愛丁堡大學，計算機學科領域非常強大。

在CS Rankings霸榜T o p 1已有10年之久（不過今年和IC、牛津一起並列）。

計算機科學學科領域研究範圍廣泛，包括人工智能、機器學習(xi) 、計算機視覺等前沿技術，物理學領域，愛丁堡大學的研究也涵蓋了宇宙學、天體(ti) 物理學和粒子物理學等多個(ge) 重要分支。

本科階段，愛寶直接開設了物理和計算機科學相結合的專(zhuan) 業(ye) ↓：

愛丁堡大學，不過這一專(zhuan) 業(ye) 隸屬於(yu) Science and Engineering學院

專(zhuan) 業(ye) 課程獲得英國物理學會(hui) ( IOP ) 認可，利用愛丁堡在計算物理學和信息學方麵的聯合優(you) 勢，學生將獲得強大的跨學科背景，包括計算機科學和物理學主題。會(hui) 有機會(hui) 研究跨兩(liang) 個(ge) 領域的主題，例如物理係統的計算模擬。

愛丁堡大學，專(zhuan) 業(ye) 課程設置

申請成績要求：

Alevel：A*A*A* - AAB，數學為(wei) A，物理為(wei) B。

GCSE：英語為(wei) C或4

IB：43-34分，HL 成績為(wei) 777，獲得 43 分；HL 成績為(wei) 665，獲得 34 分。

愛丁堡大學，計算機科學與(yu) 物理專(zhuan) 業(ye) 申請成績要求

另外，諾丁漢大學、布裏斯托大學、伯明翰大學等都開設了物理與(yu) 計算機科學直接組合的專(zhuan) 業(ye) 課程。

一些分別開設物理/計算機科學專(zhuan) 業(ye) 的院校，也會(hui) 與(yu) 時俱進融合AI或物理框架的相關(guan) 內(nei) 容。

像帝國理工學院物理係官網表示，院係學生可以使用一係列設施配合課程學習(xi) ，包括高強度激光係統和高性能計算機。

以MSci Physics課程設置為(wei) 例，學生將有機會(hui) 專(zhuan) 攻宇宙學、激光技術和量子物理學等各種主題，並通過大量的實驗室工作培養(yang) 實踐技能；

這將幫助學生獲得使用儀(yi) 器、進行實驗、解釋數據、解決(jue) 問題和科學演示方麵的專(zhuan) 業(ye) 知識。該課程的計算機學習(xi) 板塊也會(hui) 增強Python編程技能。

IC官網，物理MSci專(zhuan) 業(ye) 大三課程設置

申請成績要求：

Alevel：A*A*A，數學A*，物理A*/A，另一門學科獲得A（建議學習(xi) 高等數學，但不是必需），化學雖不是必修，但被認為(wei) 是培養(yang) 知識和理解課程的有用學科。

IB：40分，HL 7、6、6 （ 包括高級數學和物理）

入學筆試：ESAT

IC官網，物理專(zhuan) 業(ye) 申請成績要求

另外，類似的還有劍橋大學自然科學課程。劍橋大學沒有單獨開設物理專(zhuan) 業(ye) ，自然科學專(zhuan) 業(ye) 為(wei) 喜愛理科的同學們(men) 提供了一個(ge) 跨學科的專(zhuan) 業(ye) 集合，提供了來自16個(ge) 不同係別的課程選擇。

物理方向Part IB學年中，A和B課程同時進行，希望繼續學習(xi) Part II物理的學生通常會(hui) 同時學習(xi) 這兩(liang) 門課程，被稱為(wei) “雙物理”。

物理A是門獨立課程，內(nei) 容包括波、量子力學和凝聚態物質的波特性，而物理B涵蓋古典物理學的主要領域——電磁學、熱力學和動力學。

這兩(liang) 門課程都包含實踐部分和專(zhuan) 門的研究技能模塊。物理A包含一門關(guan) 於(yu) 實驗方法的課程，物理B還延續了IA課程，介紹了Python中的科學編程。

劍橋大學，自然科學專(zhuan) 業(ye) 物理方向Part IB課程設置

申請成績要求：

Alevel：A*A*A，具體(ti) 選擇科目取決(jue) 於(yu) 所申請的學科方向及學院要求

IB:41-42分，HL 776

入學筆試：ESAT

劍橋大學，自然科學專(zhuan) 業(ye) 申請成績要求