

2024年諾貝爾物理學獎得主約翰·霍普菲爾德與傑弗裡·辛頓(Geoffrey E.Hinton)再次引發了人們對深度學習的關注。辛頓作為“深度學習教父”,其在人工智慧領域的貢獻源於幾十年如一日的堅持。然而,這位科學家的誕生絕非偶然。他成長於一個不拘一格、激發創造力的家庭中,這種寬鬆而支援創新的環境深刻影響了他,使他始終懷揣對人工智慧的熱愛,在學術和科學中不斷追求突破。

辛頓的家族可以追溯到數學大師喬治·布林(George Boole),即布林代數的創始人。這種家族傳承塑造了辛頓的科學精神,也給予了他堅定的信念。
在他的家族中,每一代人幾乎都在科學和人文學科領域取得了成就,幾位家族成員更是曾參與重要的科學進展。

辛頓的玄祖父英國數學家喬治·布林,大家都知道的布林代數、布林邏輯,便是以他命名的;辛頓的玄祖母的叔叔喬治·埃佛勒斯是珠峰的發現和勘探者,此後珠峰便他的名字命名(Everest);辛頓的曾姑媽艾捷爾·麗蓮·伏尼契,寫了本書叫《牛虻》,曾激勵了一代國內革命青年;他還有個姑媽名叫瓊·辛頓,中文名叫寒春,曾經參與過曼哈頓計劃,是最早拿到中國綠卡的外國人士。
家族的科學背景讓辛頓自小耳濡目染,培養了對科學研究的濃厚興趣。在這種開放且支援自由思想的家族環境下,辛頓不僅學會了科學的嚴謹,還培養了敢於質疑、獨立思考的能力,成就了他日後的創新精神。
辛頓的父親劍橋大學博士畢業,是一位著名的昆蟲研究專家,但並不以教條的方式教育子女。相反,辛頓的家庭鼓勵他在好奇心的指引下大膽探索世界。
在他們家中,科學和藝術並重,父親將研究昆蟲的興趣帶進生活,孩子們在家裡會遇見各種各樣的動物,包括毒蛇、甲蟲等。這種無拘無束的成長環境讓辛頓從小接觸生命的多樣性,為他之後對神經網路的興趣奠定了基礎。

高中時辛頓上了一所他口中的“二流公立學校”克里夫頓學院,但實際上,該學院在辛頓之前出過3名諾獎得主。
此時有關神經網路的思想悄悄地在某位同學的一句“記憶在大腦的神經網路中”中被點燃。他的朋友告訴他,大腦的記憶不是儲存在某個特定的地方,而是分佈在整個大腦中,以一種全息圖的方式儲存。
這番話深深觸動了辛頓,使他開始思考大腦和記憶的神奇之處,從此,他心中埋下了一顆科學探索的種子。
辛頓的求學之路充滿波折。他首先進入劍橋大學,學習物理、化學和數學,但一個月後便退學。他後來嘗試過建築學、哲學,但這些嘗試都沒有長久。
儘管頻繁更換專業可能看似迷茫,但正是這段試錯過程讓辛頓逐漸明確了自己對人腦與神經網路的興趣,並推動他最終進入人工智慧研究領域。
辛頓曾開玩笑稱自己“學習過動症”,但實際上,他的這種反覆嘗試是一種興趣驅動的探索過程。他的這種探索精神不僅是家族傳承的結果,也是成長環境中寬容和支援所帶來的影響。

甚至在1970年獲得實驗心理學學士學位後,對大學本科學習頗感失望的辛頓放棄了劍橋大學,成了一名木匠。結果在一年後發現靠木匠謀生並不容易,重新回到了學術界,並確定了新的研究方向:人工智慧。
無論是家庭還是學校,都沒有強制他按部就班,而是讓他自由選擇、勇敢嘗試。這種不受拘束的成長環境成就了他敢於挑戰主流觀念的信心和探索精神。
辛頓的科研生涯最具傳奇色彩的便是他在神經網路研究上的堅持。
20世紀70年代,人工智慧學界對神經網路的態度普遍悲觀,閔斯基在《感知器》中,詳盡說明了單層神經網路的限制以及功能不足之處,使得幾乎所有的學者都認為這種方法並無前途。
然而,辛頓始終相信神經網路可以模擬大腦的學習方式。面對導師希金斯的勸說,他一再堅持六個月再做決定,最終將這份堅持延續了數十年。
辛頓將自己在冷門領域的堅持歸功於年輕時的環境:他的父母鼓勵獨立思考,即使面對主流觀點的壓力,他依然保持對自己選擇的信心。

辛頓在一次訪談中表示,這對科學家是非常好的訓練,讓你對自己的觀點充滿信心,至少給你一個合理的理論,即每個人都可能是錯的,你需要堅持自己的主張,直到實現它或者否定它,做科學就需要這樣的精神。
這種來自家庭的支援使得辛頓在科學研究上不被束縛,敢於探索不被主流學界認可的領域,最終在神經網路的研究上取得了突破性的成果。
1972 年去了愛丁堡,進入蘇格蘭愛丁堡大學攻讀博士,博士畢業幾年之後,辛頓去了美國作博士後,繼續研究神經網路,並發現了更多志同道合的朋友。在此期間辛頓與 David Ackley 和 Terry Sejnowski 共同發明了玻爾茲曼機,讓機器夠像人一樣自主學習。

1986年,他與David Rumelhart等人發表了關於“反向傳播演算法”的論文,證明了神經網路中的多個隱藏層可以學習任何函式,從而解決了閔斯基等書中提出的單層感知機存在的問題,為神經網路和深度學習的崛起奠定了基礎。

辛頓後來選擇到加拿大多倫多大學繼續他的研究工作。在加拿大相對自由的學術環境下,他不僅得到了充足的科研經費支援,還可以隨心所欲地帶領團隊研究神經網路技術。
辛頓在多倫多大學不僅取得了科研上的成就,還在這裡影響了一大批年輕的研究者。他的學生們對深度學習充滿熱情,在艱難的科研環境中自得其樂,為之後深度學習的春天打下了紮實的基礎。現在他們已經成為了生成式大模型頂端的佼佼者。

辛頓的科研歷程充分展示了一個支援創新的環境對科學家的重要性。在這種環境中,他可以自由發揮,帶領學生們勇敢挑戰學術難題,推動了人工智慧領域的進步。
辛頓家族的傳奇歷程與他的成長故事讓我們看到,一個能夠激發創新的環境往往具備開放、支援和寬容的特質。辛頓的成就不只源於他的個人天賦,更是一個開放、鼓勵探索和多元思想的環境孕育的結果。
他的家庭並沒有在學業或事業上對他施加壓力,而是透過自由的成長空間讓他找到了自己真正的興趣。這一成長過程使辛頓在學術生涯中敢於探索冷門領域,不斷挑戰自我。

傑弗裡·辛頓的成就不僅僅是個人的勝利,更是一個支援自由探索、尊重多樣化思想的環境所結出的碩果。
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