John Hopfield und Geoffrey Hinton erhalten Physiknobelpreis für Maschinenlernen

lia./(sda) Der Amerikaner John J. Hopfield und der Kanadier Geoffrey E. Hinton erhalten den Physiknobelpreis. Dies gab die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag an einer Medienkonferenz in Stockholm bekannt. Die beiden Forscher werden ausgezeichnet für ihre Entdeckungen und Erfindungen im Bereich des maschinellen Lernens.

Hopfield, 91-jährig, und Hinton, 76-jährig, seien entscheidende Erfindungen gelungen, die maschinelles Lernen mit künstlichen neuronalen Netzen ermöglichten, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit. «Das maschinelle Lernen auf der Grundlage künstlicher neuronaler Netze revolutioniert derzeit die Wissenschaft, die Technik und das tägliche Leben.»

Maschinelles Lernen wird laut der Akademie seit langem in Bereichen eingesetzt, die aus früheren Nobelpreisen für Physik bekannt sind – etwa, um die riesigen Datenmengen zu sichten und zu verarbeiten, die für die Entdeckung des Higgs-Teilchens erforderlich waren. Die frühen Modelle von Hopfield (91) und Hinton (76) legten auch wichtige Grundlagen für moderne KI-Chatbot-Systeme wie Chat-GPT und Perplexity.

Die Technologie wurde ursprünglich von der Struktur des Gehirns inspiriert. In einem künstlichen neuronalen Netz werden die Neuronen des Gehirns durch Knoten dargestellt, die sich gegenseitig durch mit Synapsen im Gehirn vergleichbaren Verbindungen beeinflussen. Das Netzwerk wird trainiert, indem zum Beispiel stärkere Verbindungen zwischen bestimmten Knoten aufgebaut werden.

«Die Arbeit der Preisträger ist bereits von grösstem Nutzen»

Hopfield erfand ein nach ihm benanntes Netzwerk, das eine Methode zum Speichern und Wiederherstellen von Mustern verwendet. Der in Grossbritannien geborene Hinton nutzte dieses Hopfield-Netzwerk als Grundlage für ein neues Netzwerk mit neuer Methode: die Boltzmann-Maschine. Diese kann lernen, charakteristische Elemente in einer bestimmten Art von Daten zu erkennen.

Forschung und Entwicklung in diesem Bereich sind in den vergangenen Jahren rasant vorangeschritten. Moderne Systeme basieren auf komplexeren Architekturen und können mit enormen Datenmengen umgehen. «Die Arbeit der Preisträger ist bereits von grösstem Nutzen. In der Physik verwenden wir künstliche neuronale Netze in einer Vielzahl von Bereichen, beispielsweise bei der Entwicklung neuer Materialien mit spezifischen Eigenschaften», sagte Ellen Moons, Vorsitzende des Nobelkomitees für Physik an der Medienkonferenz.

Auch bei der Messung von Gravitationswellen, kollidierenden Schwarzen Löchern oder der Suche nach Exoplaneten kommen solche Systeme zum Einsatz. Eigenschaften von Molekülen und Materialien werden vorausberechnet – etwa um zu bestimmen, welche Materialien besonders günstige Eigenschaften für die Verwendung in effizienteren Solarzellen haben könnten.

Hinton zog es nach Kanada, Hopfield blieb in den USA

Hinton wurde in London geboren und studierte an der Universität Cambridge – zunächst unter anderem Philosophie und Physik, ehe er zu experimenteller Psychologie wechselte. Seine Doktorarbeit schrieb er im Jahr 1978 bereits über KI. Später zog er in die USA, wo er Grundlagen neuronaler Netzwerke erforschte. Weil ein Grossteil der KI-Forschung in den USA damals vom Militär finanziert wurde und er den Einsatz der Technik im Kampf ablehnte, ging er 1987 nach Kanada.

Hopfield stammt aus Chicago. Er studierte Physik und arbeitete in Laboren, ehe er Anfang der 1960er Jahre zunächst an die University of California in Berkeley und dann an die Princeton University wechselte. Über zahlreiche Stationen, etwa bei der US-Weltraumbehörde Nasa und in einem wissenschaftlichen Beratungsgremium des US-Präsidenten, kehrte er 1997 nach Princeton zurück. Dort, wo er einst Professor für Physik war, ist er heute Professor für Molekularbiologie.

Preisträger erhalten Nobelpreis am 10. Dezember

Vergangenes Jahr ging der Physiknobelpreis an drei Fachleute für ultrakurze Laserpulse. Der Preis wird seit 1901 verliehen. Die Nobelpreisträger erhalten ein Preisgeld, eine Medaille aus Gold mit dem Konterfei Alfred Nobels und eine Urkunde. Seit 2023 beträgt das Preisgeld 11 Millionen schwedische Kronen, was rund 910 000 Franken entspricht. Gibt es mehrere Preisträger, müssen sie sich das Preisgeld teilen.

Am Montag wurden bereits die Preisträger des Nobelpreises für Medizin verkündet, die Genforscher Victor Ambros und Gary Ruvkun. Am Mittwoch folgt die Bekanntgabe der Träger des Chemienobelpreises, am Donnerstag und Freitag werden Literatur- und Friedensnobelpreis bekanntgegeben. Die Verleihungen enden am kommenden Montag mit dem von der schwedischen Reichsbank gestifteten Wirtschaftsnobelpreis. Die feierliche Vergabe aller Auszeichnungen findet am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.