2024年诺贝尔物理学奖的揭晓引发了全球范围内的广泛讨论，这一殊荣出人意料地被授予了美国科学家John J. Hopfield和加拿大科学家Geoffrey E. Hinton，以表彰他们在人工神经网络和机器学习领域的开创性贡献。随着奖项的公布，物理学与神经网络之间的联系成为了公众关注的焦点。在这一背景下，John Hopfield的人生自述《在科学中成长》为我们揭示了这位杰出科学家的成长之路。
Hopfield的童年充满了对未知世界的好奇与探索。在他12岁之前，并未接触过任何科学课程，但他的家庭环境却为他提供了无限的探索空间。他回忆起在厨房地板上拆卸锅盖、用螺丝刀四处鼓捣的日子，以及父亲修理各种物品时他在一旁认真观察的场景。母亲的老式缝纫机和一把螺丝刀，成为了他童年时期最重要的玩具，也激发了他对动手制作的浓厚兴趣。他甚至曾将一台老式留声机拆得七零八落，尽管这一行为曾引起医生的担忧，但母亲却以“他爸爸会帮他”为由，给予了充分的支持与信任。
除了螺丝刀，放大镜也成为了他探索世界的另一件重要工具。他用放大镜观察蚂蚁，聚焦阳光在纸上烧孔，享受着探索的乐趣。随后，母亲鼓励他在厨房里进行化学实验，他得到了试管、软木塞和儿童化学实验指南，开始了自己的化学之旅。虽然制作的晶体不如书中那般漂亮，但他却从中明白了晶体的成因和对称结构。他还尝试制作无影墨水，用红色洋白菜作为试剂，展示了溶液酸度的变化。
Hopfield的电气设计之路始于一对电池、几根导线和几个灯泡。他制作了电磁铁和简易电报机，改造了结构式套装玩具，甚至用头戴耳机、方铅矿石和线圈自制了一台能够接收远至75公里发射台信号的收音机。这些经历不仅让他了解了电子学的基本原理，也培养了他动手制作和解决问题的能力。晶体管收音机最让他着迷的是，电线能将无线电信号整流为可听到的声音，这个问题直到他上大学后才真正弄清楚。
除了对电子学的热爱，Hopfield还对自行车修理和模型飞机制作充满兴趣。他拆开修理损坏的自行车，用组合工具自制模型飞机，并尝试将微型汽油发动机装上模型飞机。这些经历不仅锻炼了他的动手能力，也让他从中学到了不少知识，甚至在修理第一辆旧汽车时派上了用场。他还喜欢阅读杂志的科学栏目，对天文学产生了浓厚的兴趣，梦想着能够作出解释宇宙运行的科学发现。
然而，Hopfield在中学接受的科学教育却非常糟糕。老师们强调记忆现成知识，而不注重实际动手和理解。幸运的是，他遇到了两位真正优秀的老师——生物老师和化学老师。生物老师鼓励他们注意事实的组织，寻求生物体之间的联系；化学老师则为他们开设真正的科学讲座，指导他们像搞科研那样做实验。这些经历让他第一次真正感受到了科学的魅力，也让他成为了班上最好的学生。
进入大学后，Hopfield主修了凝聚态物理，主要研究结晶固体的光相互作用及其与电子结构和光的量子特性之间的联系。这是一个激动人心的时代，许多领域还是未开垦的处女地。他获得了极好的基础训练，特别是在广泛运用数学模型方面。随着对固体物理的理解加深，他转向了以物理术语描述生态系统的研究，并在此领域作出了开创性的贡献。他的工作将磁性和自旋玻璃等物理主题与联想记忆心理现象联系起来，引入了计算的概念，并激发了许多物理学家进入神经生物学领域。
Hopfield的研究工作表明，神经生物学与物理学关系极为密切，相关的物理模型可以有效地迁移至神经生物学的研究。他在神经生物学领域取得了多项重要成果，包括关于大脑工作机制的文章、涉及“动态校对”的论文以及tRNA和蛋白质合成中的动态校对控制机制等。这些工作不仅提出了新的问题和解决方案，也发现了新的生物物理规则。
如今，Hopfield的科学兴趣转向了探讨“我们人类如何思考”的问题。他认为，区分生物学问题和物理学问题并无太大意义，实际研究中不妨将物理学定义为“接受物理学训练者的所作所为”。这一观点也体现了他在科学探索中的开放和包容态度。
