Nobel per la Fisica 2024: Hopfield e Hinton, pionieri dell’intelligenza artificiale

Il Nobel per la Fisica 2024: un riconoscimento all’intelligenza artificiale

Il Nobel per la Fisica 2024 è stato assegnato a John Hopfield e Geoffrey Hinton, due scienziati che hanno avuto il merito di aver utilizzato gli strumenti della fisica per mettere a punto i metodi che hanno gettato le basi per l’apprendimento delle macchine. Lavorando in modo indipendente, i due hanno aperto un campo di ricerca nuovo e rivoluzionario, che ha portato a sviluppi importanti, fino a rendere possibili i sistemi di intelligenza artificiale e a rivoluzionare sia la ricerca scientifica, sia la vita quotidiana.

Attualmente computer e robot non sono in grado di pensare, ma grazie alle reti neurali possono imitare alcune funzioni complesse tipiche del cervello umano, come la memoria e l’apprendimento. Grazie alle ricerche condotte da Hopfield e Hinton si è passati dai tradizionali programmi per i computer, basati su descrizioni chiare e puntuali per generare risultati, all’apprendimento automatico, nel quale il computer apprende per mezzo di esempi e su questa base riesce ad affrontare problemi troppo vaghi e complessi per essere gestiti con istruzioni puntuali. Un esempio è l’interpretazione di un’immagine per identificare gli oggetti in essa contenuti.

Le carriere di Hopfield e Hinton

John J. Hopfield (91 anni) ha avuto una lunga carriera scientifica conclusa nell’Università di Princeton, mentre Geoffrey Hinton (77 anni), nato in Gran Bretagna e naturalizzato canadese, ha diviso equamente il Nobel per la Fisica, risultato di una lunga carriera di frontiera, alimentata dal dialogo fra discipline diverse come la biologia, la fisica, la psicologia e l’informatica e aperta a sviluppi straordinari, dei quali soprattutto Hinton ha intuito i possibili rischi.

Hopfield si è laureato allo Swarthmore College nel 1954 e nel 1958 ha conseguito il dottorato di ricerca in Fisica alla Cornell University. Ha lavorato come teorico nei laboratori Bell e ha insegnato Fisica all’Università della California e Berkeley, poi a Princeton e al California Institute of Technology (Caltech), dove è stato tra i fondatori del programma di Calcolo e sistemi neurali. È poi tornato a Princeton, dove ha insegnato Biologia molecolare.

Hinton si è laureato in psicologia sperimentale al King’s College di Cambridge nel 1970 e ha conseguito il dottorato all’Università di Edimburgo nel 1978 con una ricerca sull’intelligenza artificiale. Ha lavorato nell’Università del Sussex, poi negli Stati Uniti, nell’Università della California a San Diego e all’Università Carnegie Mellon. Nel 1987 si è trasferito in Canada, dove ha insegnato informatica all’Università di Toronto. Nel 1998 ha fondato un’unità di ricerca di neuroscienze computazionali presso l’University College di Londra. Nel 2012 ha tenuto un corso gratuito sulle reti neurali artificiali online e nel marzo 2013 è stato assunto da Google in seguito all’acquisizione della società DNNresearch, da lui fondata. Nel 2017 ha fondato il Vector Institute for Artificial Intelligence a Toronto, di cui è consulente scientifico. È stato fra i progettisti della rete neurale profonda AlexNet e ha lavorato in particolare sia sull’analisi delle immagini sia sulla visione artificiale. Nel 2018 ha vinto il premio Turing, il più prestigioso nelle scienze informatiche, insieme a Yoshua Bengio e Yann LeCun, considerati i pionieri delle ricerche sull’apprendimento profondo. Nel 2023 ha annunciato le sue dimissioni da Google per poter “parlare liberamente dei rischi dell’intelligenza artificiale”.

I rischi dell’intelligenza artificiale

Geoffrey Hinton, uno dei padri dell’IA, ha lanciato un monito sui “troppi pericoli” di questa tecnologia. In una intervista al Nyt, dopo le sue dimissioni da Google, Hinton ha commentato lo scenario in cui l’IA potrebbero diventare più intelligenti e performanti delle menti che l’hanno progettata: “La maggior parte delle persone pensava che fosse del tutto fuori luogo. E anche io lo pensavo. Pensavo che fosse lontano dai 30 ai 50 anni o anche di più. Ovviamente, non lo penso più”, ha detto.

Le reazioni al Nobel

Giorgio Parisi, premio Nobel per la Fisica 2021, ha commentato il premio assegnato a Hopfield e Hinton definendolo un Nobel alle pietre miliari dell’intelligenza artificiale e una dimostrazione di come la Fisica sia una disciplina dai confini sempre più fluidi e in continua espansione. “Un premio Nobel per le scoperte rivoluzionarie e lo sviluppo delle reti neurali artificiali che costituiscono le pietre miliari dell’IA è una garanzia”, osserva Parisi. “Penso che il premio Nobel per la fisica – prosegue – dovrebbe continuare a diffondersi in più regioni della conoscenza fisica: la fisica sta diventando sempre più ampia e contiene molte aree di conoscenza che in passato non esistevano o non facevano parte della fisica. In poche parole, la fisica è quella parte della scienza che dipende essenzialmente dalla matematica ed è in grande espansione sia per motivi concettuali sia per l’incredibile potenza dei moderni computer”.

Guido Caldarelli, direttore dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma (Cnr-Isc), rileva che il premio Nobel “riconosce l’importanza del lavoro svolto da Hopfield e Hinton nel gettare le basi dell’intelligenza artificiale”. “Il modello introdotto da Hopfield, primo fra tanti modelli di reti, si ispira al funzionamento del cervello introducendo – osserva – una rete artificiale in cui i nodi rappresentano i neuroni del nostro cervello che si organizzano per mezzo di collegamenti che possono essere rafforzati o indeboliti a seconda dell’addestramento che si compie sulla rete. All’inizio – rileva – le connessioni sono generali, ma è l’evoluzione (l’uso) che seleziona quali collegamenti rimangono importanti rispetto agli altri. Nonostante la sua semplicità questo modello ha rappresentato la base per i successivi studi sul riconoscimento di schemi di dati”. Caldarelli rileva inoltre che “Hinton ha introdotto in questo campo la cosiddetta Macchina di Boltzmann, un modello di vetri di spin stocastico che può essere utilizzato per riconoscere elementi caratteristici in un insieme di dati, e che permette di poter realizzare un parallelo fra il processo di apprendimento di questi algoritmi e i fenomeni fisici del campo della complessità” e aggiunge che il Nobel alla Fisica 2024 “delinea chiaramente il contributo della fisica statistica -saldamente presente in entrambi gli approcci- alla comprensione di questo campo di ricerca e alla creazione di nuove tecnologie”.

L’evoluzione dell’intelligenza artificiale

L’assegnazione del Nobel per la Fisica a Hopfield e Hinton è un segnale importante dell’evoluzione dell’intelligenza artificiale e del suo impatto sempre crescente sulla società. Il loro lavoro ha aperto la strada a una nuova era di tecnologia, con implicazioni profonde per la ricerca scientifica, l’industria e la vita quotidiana. È fondamentale, però, che l’evoluzione dell’IA avvenga in modo responsabile, con un’attenta considerazione dei potenziali rischi e con un’etica solida che guidi lo sviluppo e l’utilizzo di questa potente tecnologia.