童年家里「东西随便拆」物理学家霍普菲尔德 打破学科藩篱

2024 年诺贝尔物理奖得主之一普林斯顿大学教授霍普菲尔德(John Hopfield) 在普林斯顿的一间教室里里拍摄的一张照片。（路透社）

今年诺贝尔物理奖得主之一霍普菲尔德（John Hopfield）起初是一位固态物理学家，六十多年来，他运用自己的知识与经验跨越科学领域的界限，揭示生物和生化过程中的物理概念。他生于物理学家家庭，小时候便喜欢制作模型飞机和矿石收音机（Crystal Radio）。他的父母订定了一项很特别的家规，只要能复原，他可以随意拆解家中的任何物品，因此成为科学家或工程师对他来说从来不是一个问题，了解事物如何运作一直是他的主要动力。

美国富兰克林研究所（The Franklin Institute）的奖项得主人物志提到，作为一位真正的科学冒险家，霍普菲尔德并不拘泥于学科的限制，他更在意的是提出问题、探索解决方案，并在问题被解决后迅速转向新的挑战，无论是宇宙学、生物学、半导体还是人脑，物理学一直是他灵感的来源。

1954年，霍普菲尔德从斯沃斯莫尔学院（Swarthmore College）获得物理学学士学位，1958年在康奈尔大学完成博士学位，并加入贝尔实验室开始了他的固态物理学家生涯。在贝尔实验室，他学会了用简单答案解决复杂问题，这使他不仅在物理学领域，还在生物学、工程学、计算机科学和心理学领域都有所贡献。

1974年，霍普菲尔德对遗传学作出重要贡献，他提出「动态校正」（Kinetic proofreading）机制，解释了基因表达中的高准确性，这种机制在蛋白质合成及免疫系统识别外来物质的过程中至关重要。

1982年，霍普菲尔德开发了神经网络模型，用来解释大脑如何回忆记忆。他的模型揭示了神经元系统如何相互作用，产生稳定的记忆，并能根据部分信息完成整体记忆，这一研究启发了新一代物理学家研究复杂系统，使得他们扩展至其他科学领域。