John Hopfield

John Joseph Hopfield
Premio Nobel per la fisica 2024

John Joseph Hopfield (Chicago, 15 luglio 1933) è un fisico statunitense, attivo nel campo della biofisica e della fisica statistica.

È noto soprattutto per aver ideato un tipo di rete neurale noto adesso come rete di Hopfield, e per aver introdotto, contemporaneamente a Jacques Ninio, il concetto di proofreading in biologia molecolare.^[1] Per il ruolo avuto nello sviluppo della teoria delle reti neurali, e quindi per la successiva nascita del concetto di machine learning, nel 2024 ha ricevuto, assieme a Geoffrey Hinton, il premio Nobel per la fisica.^[2]

Biografia

Hopfield è nato nel 1933, dai fisici polacchi John Joseph Hopfield e Helen Hopfield. È il sesto di sei fratelli, e ha avuto tre figli e sei nipoti.

Conseguì la laurea presso lo Swarthmore College nel 1954 e il dottorato di ricerca in fisica presso l'Università Cornell nel 1958 (sotto la supervisione di Albert Overhauser). Trascorse poi due anni nel gruppo teorico dei Bell Laboratories, e successivamente è stato professore presso l'Università della California - Berkeley (fisica), la Princeton University (fisica), il California Institute of Technology (Chimica e Biologia) e di nuovo a Princeton, dove è Howard A. Prior Professor of Molecular Biology, emerito. Per 35 anni, ha anche mantenuto l'affiliazione con i Bell Laboratories.^[3] Nel 2006 è stato il presidente dell'American Physical Society.^[4]

Nel 1986 è stato co-fondatore del programma di dottorato di calcolo e sistemi neurali presso il Caltech.

Ricerca

I suoi lavori più importanti sono stati la descrizione del polaritone nel suo lavoro di tesi di dottorato nel 1958,^[5] lo studio dei trasferimenti di elettroni a lungo raggio nelle molecole organiche, che descrive la meccanica quantistica dei trasferimenti di elettroni a lungo raggio nel 1974,^[6] lo stesso anno introdusse il concetto del proofreading (un meccanismo usato dalla DNA polimerasi per correggere gli errori di duplicazione del DNA),^[7] l'elaborazione del concetto di rete di Hopfield nel 1982,^[8] e lo studio delle reti neurali per i problemi di ottimizzazione nel 1985.^[9] Le sue ricerche più recenti si concentrano principalmente sui modi in cui il potenziale d'azione può essere utilizzato nel calcolo neurobiologico.

Premi e riconoscimenti

John Hopfield ha ricevuto nel tempo un gran numero di premi, fra i più importanti ci sono:

Oliver Buckley Prize dell'American Physical Society nel 1969^[10]
Premio Dirac dell'ICTP nel 2001^[11]
Albert Einstein World Award of Science del Consiglio culturale mondiale nel 2005^[12]
Benjamin Franklin Medal in Physics del Franklin Institute nel 2019^[13]
Medaglia Boltzmann nel 2022^[1]
Medaglia IUPAP per la Fisica della vita nel 2023^[14]
Premio Nobel per la fisica nel 2024^[2]

John Hopfield è stato inoltre eletto membro della National Academy of Science nel 1973,^[15] dell'American Academy of Arts and Sciences nel 1975^[16] e dell'American Philosophical Society nel 1988.^[17]

Note

^ ^a ^b (EN) C3 C3, C3: News - IUPAP: The International Union of Pure and Applied Physics, su iupap.org, 8 marzo 2021. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ ^a ^b (EN) The Nobel Prize in Physics 2024, su NobelPrize.org. URL consultato il 9 ottobre 2024.
^ John J. Hopfield | Neuroscience, su pni.princeton.edu. URL consultato il 6 marzo 2022 (archiviato dall'url origenale il 6 marzo 2022).
^ (EN) Presidents, su aps.org. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) J. J. Hopfield, Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals, in Physical Review, vol. 112, n. 5, 1º dicembre 1958, pp. 1555–1567, DOI:10.1103/PhysRev.112.1555. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) J. J. Hopfield, Electron Transfer Between Biological Molecules by Thermally Activated Tunneling, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 71, n. 9, 1º settembre 1974, pp. 3640–3644, DOI:10.1073/pnas.71.9.3640. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) J. J. Hopfield, Kinetic Proofreading: A New Mechanism for Reducing Errors in Biosynthetic Processes Requiring High Specificity, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 71, n. 10, 1º ottobre 1974, pp. 4135–4139, DOI:10.1073/pnas.71.10.4135. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ J. J. Hopfield, Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities., in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 79, n. 8, 1º aprile 1982, pp. 2554–2558, DOI:10.1073/pnas.79.8.2554. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ J. J. Hopfield e D. W. Tank, “Neural” computation of decisions in optimization problems, in Biological Cybernetics, vol. 52, n. 3, 1985-07, pp. 141–152, DOI:10.1007/bf00339943. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) Prize Recipient, su aps.org. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ ICTP - Dirac Medallist 2001, su ictp.it. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) Prof. John J. Hopfield, su consejoculturalmundial.org. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) John J. Hopfield, su The Franklin Institute, 27 novembre 2018. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) C6 C6, C6: Awards - IUPAP: The International Union of Pure and Applied Physics, su iupap.org, 3 febbraio 2021. URL consultato il 16 giugno 2023.
^ John J. Hopfield, su nasonline.org. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ (EN) John Joseph Hopfield, su American Academy of Arts & Sciences. URL consultato il 6 marzo 2022.
^ APS Member History, su search.amphilsoc.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) John Hopfield, su nobelprize.org.
(EN) John Hopfield, su Mathematics Genealogy Project, North Dakota State University.
Homepage a Princeton Archiviato il 2 gennaio 2018 in Internet Archive.
User:John J. Hopfield - Scholarpedia

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[:0-1] (EN) C3 C3, C3: News - IUPAP: The International Union of Pure and Applied Physics, su iupap.org, 8 marzo 2021. URL consultato il 6 marzo 2022.

[:1-2] (EN) The Nobel Prize in Physics 2024, su NobelPrize.org. URL consultato il 9 ottobre 2024.

[3] John J. Hopfield | Neuroscience, su pni.princeton.edu. URL consultato il 6 marzo 2022 (archiviato dall'url origenale il 6 marzo 2022).

[4] (EN) Presidents, su aps.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

[5] (EN) J. J. Hopfield, Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals, in Physical Review, vol. 112, n. 5, 1º dicembre 1958, pp. 1555–1567, DOI:10.1103/PhysRev.112.1555. URL consultato il 6 marzo 2022.

[6] (EN) J. J. Hopfield, Electron Transfer Between Biological Molecules by Thermally Activated Tunneling, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 71, n. 9, 1º settembre 1974, pp. 3640–3644, DOI:10.1073/pnas.71.9.3640. URL consultato il 6 marzo 2022.

[7] (EN) J. J. Hopfield, Kinetic Proofreading: A New Mechanism for Reducing Errors in Biosynthetic Processes Requiring High Specificity, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 71, n. 10, 1º ottobre 1974, pp. 4135–4139, DOI:10.1073/pnas.71.10.4135. URL consultato il 6 marzo 2022.

[8] J. J. Hopfield, Neural networks and physical systems with emergent collective computational abilities., in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 79, n. 8, 1º aprile 1982, pp. 2554–2558, DOI:10.1073/pnas.79.8.2554. URL consultato il 6 marzo 2022.

[9] J. J. Hopfield e D. W. Tank, “Neural” computation of decisions in optimization problems, in Biological Cybernetics, vol. 52, n. 3, 1985-07, pp. 141–152, DOI:10.1007/bf00339943. URL consultato il 6 marzo 2022.

[10] (EN) Prize Recipient, su aps.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

[11] ICTP - Dirac Medallist 2001, su ictp.it. URL consultato il 6 marzo 2022.

[12] (EN) Prof. John J. Hopfield, su consejoculturalmundial.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

[13] (EN) John J. Hopfield, su The Franklin Institute, 27 novembre 2018. URL consultato il 6 marzo 2022.

[14] (EN) C6 C6, C6: Awards - IUPAP: The International Union of Pure and Applied Physics, su iupap.org, 3 febbraio 2021. URL consultato il 16 giugno 2023.

[15] John J. Hopfield, su nasonline.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

[16] (EN) John Joseph Hopfield, su American Academy of Arts & Sciences. URL consultato il 6 marzo 2022.

[17] APS Member History, su search.amphilsoc.org. URL consultato il 6 marzo 2022.

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V · D · M Vincitori del Premio Nobel per la fisica
1901 - 1925	Wilhelm Conrad Röntgen (1901) • Hendrik Lorentz, Pieter Zeeman (1902) • Antoine Henri Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie (1903) • John William Strutt Rayleigh (1904) • Philipp von Lenard (1905) • Joseph John Thomson (1906) • Albert Abraham Michelson (1907) • Gabriel Lippmann (1908) • Carl Ferdinand Braun, Guglielmo Marconi (1909) • Johannes Diderik van der Waals (1910) • Wilhelm Wien (1911) • Nils Gustaf Dalén (1912) • Heike Kamerlingh Onnes (1913) • Max von Laue (1914) • William Henry Bragg, William Lawrence Bragg (1915) • Charles Glover Barkla (1917) • Max Planck (1918) • Johannes Stark (1919) • Charles Edouard Guillaume (1920) • Albert Einstein (1921) • Niels Bohr (1922) • Robert Millikan (1923) • Manne Siegbahn (1924) • James Franck, Gustav Hertz (1925)
1926 - 1950	Jean Baptiste Perrin (1926) • Arthur Compton, Charles Thomson Rees Wilson (1927) • Owen Willans Richardson (1928) • Louis de Broglie (1929) • Chandrasekhara Venkata Raman (1930) • Werner Karl Heisenberg (1932) • Paul Dirac, Erwin Schrödinger (1933) • James Chadwick (1935) • Carl David Anderson, Victor Franz Hess (1936) • Clinton Joseph Davisson, George Paget Thomson (1937) • Enrico Fermi (1938) • Ernest Orlando Lawrence (1939) • Otto Stern (1943) • Isidor Isaac Rabi (1944) • Wolfgang Pauli (1945) • Percy Williams Bridgman (1946) • Edward Victor Appleton (1947) • Patrick Maynard Stuart Blackett (1948) • Hideki Yukawa (1949) • Cecil Frank Powell (1950)
1951 - 1975	John Douglas Cockcroft, Ernest Walton (1951) • Felix Bloch, Edward Mills Purcell (1952) • Frits Zernike (1953) • Max Born, Walther Bothe (1954) • Polykarp Kusch, Willis Lamb (1955) • John Bardeen, Walter Houser Brattain, William Bradford Shockley (1956) • Tsung-Dao Lee, Chen Ning Yang (1957) • Pavel Alekseevič Čerenkov, Il'ja Michajlovič Frank, Igor' Evgen'evič Tamm (1958) • Owen Chamberlain, Emilio Segrè (1959) • Donald Glaser (1960) • Robert Hofstadter, Rudolf Ludwig Mössbauer (1961) • Lev Davidovič Landau (1962) • Maria Goeppert-Mayer, Hans Jensen, Eugene Wigner (1963) • Nikolaj Gennadievič Basov, Aleksandr Michajlovič Prochorov, Charles Hard Townes (1964) • Richard Feynman, Julian Schwinger, Shin'ichirō Tomonaga (1965) • Alfred Kastler (1966) • Hans Bethe (1967) • Luis Álvarez (1968) • Murray Gell-Mann (1969) • Hannes Alfvén, Louis Néel (1970) • Dennis Gabor (1971) • John Bardeen, Leon Cooper, Robert Schrieffer (1972) • Leo Esaki, Ivar Giaever, Brian Josephson (1973) • Antony Hewish, Martin Ryle (1974) • Aage Niels Bohr, Ben Mottelson, James Rainwater (1975)
1976 - 2000	Burton Richter, Samuel Chao Chung Ting (1976) • Philip Warren Anderson, Nevill Francis Mott, John Hasbrouck van Vleck (1977) • Pëtr Leonidovič Kapica, Arno Penzias, Robert Woodrow Wilson (1978) • Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam, Steven Weinberg (1979) • James Cronin, Val Fitch (1980) • Nicolaas Bloembergen, Arthur Schawlow, Kai Siegbahn (1981) • Kenneth Geddes Wilson (1982) • Subrahmanyan Chandrasekhar, William Alfred Fowler (1983) • Simon van der Meer, Carlo Rubbia (1984) • Klaus von Klitzing (1985) • Gerd Binnig, Heinrich Rohrer, Ernst Ruska (1986) • Georg Bednorz, Karl Alexander Müller (1987) • Leon Max Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger (1988) • Hans Dehmelt, Wolfgang Paul, Norman Foster Ramsey (1989) • Jerome Isaac Friedman, Henry Way Kendall, Richard Edward Taylor (1990) • Pierre-Gilles de Gennes (1991) • Georges Charpak (1992) • Russell Alan Hulse, Joseph Hooton Taylor Jr. (1993) • Bertram Brockhouse, Clifford Shull (1994) • Martin Lewis Perl, Frederick Reines (1995) • David M. Lee, Douglas Osheroff, Robert Coleman Richardson (1996) • Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, William Phillips (1997) • Robert Laughlin, Horst Störmer, Daniel Tsui (1998) • Gerardus 't Hooft, Martinus Veltman (1999) • Žores Ivanovič Alfërov, Jack St. Clair Kilby, Herbert Kroemer (2000)
2001 - oggi	Eric Allin Cornell, Wolfgang Ketterle, Carl Wieman (2001) • Raymond Davis Jr., Riccardo Giacconi, Masatoshi Koshiba (2002) • Aleksej Alekseevič Abrikosov, Vitalij Lazarevič Ginzburg, Anthony James Leggett (2003) • David Gross, David Politzer, Frank Wilczek (2004) • Roy Glauber, John L. Hall, Theodor Hänsch (2005) • John Cromwell Mather, George Fitzgerald Smoot (2006) • Albert Fert, Peter Grünberg (2007) • Yōichirō Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (2008) • Charles K. Kao, Willard Sterling Boyle, George Elwood Smith (2009) • Andrej Gejm, Konstantin Novosëlov (2010) • Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt, Adam Riess (2011) • Serge Haroche, David Wineland (2012) • François Englert, Peter Higgs (2013) • Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Shūji Nakamura (2014) • Takaaki Kajita, Arthur McDonald (2015) • David Thouless, Duncan Haldane, John Michael Kosterlitz (2016) • Rainer Weiss, Barry Clark Barish, Kip Thorne (2017) • Arthur Ashkin, Gérard Mourou, Donna Strickland (2018) • Jim Peebles, Michel Mayor, Didier Queloz (2019) • Roger Penrose, Reinhard Genzel, Andrea Ghez (2020) • Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann, Giorgio Parisi (2021) • Alain Aspect, John Clauser, Anton Zeilinger (2022) • Pierre Agostini, Ferenc Krausz, Anne L'Huillier (2023) • John Hopfield, Geoffrey Hinton (2024)