科学技術と共に歩む

読者モニターレビュー【moonbow 様（業界・専門分野：統計科学・バイオインフォマティクス)）】

本書は「ボルツマンマシン」という卓越した理論装置を軸に、歴史・数理・応用という三位一体の構成で人工知能の深化を描き出す労作である。2024年、ノーベル物理学賞がジョン・ホップフィールドとジェフリー・ヒントンに授与されたことは、人工知能と統計物理学との深淵な結びつきを世界に知らしめ、新たな知の時代の幕開けを告げた。その新時代の扉を開く鍵こそ、「ボルツマンマシン」に他ならない。
「ボルツマンマシン」は、ホップフィールドネットワークやホップフィールド模型と数理的には同根であり、統計力学、脳神経科学、さらには人工知能の諸分野において独自の発展を遂げてきた。確率的性質を内包するこのモデルは、単なる数理的好奇心にとどまらず、統計的推論やエネルギー最適化の基盤として極めて重要である。
さらに注目すべきは、近年熱狂的な注目を浴びる大規模言語モデル（LLM）や拡散モデルにも、「ボルツマンマシン」の数理が深層に息づいているという事実である。こうした先端技術を真に理解し、創造的に展開するためには、本モデルの本質的な理解が不可欠であろう。
本書は単なる技術解説書ではない。統計、人工知能、深層学習、統計力学、最適化、神経科学といった諸分野を横断し、知のエッセンスを統合する数理的思考の書である。「ボルツマンマシン」に関心を寄せる研究者はもとより、確率モデルにより深い洞察を求める読者、さらには大規模言語モデルや拡散モデルの理論基盤を渇望する技術者にとっても、必携の書といえよう。

読者モニターレビュー【 すず 様 （業界・専門分野：哲学）】

自然言語の文章のような系列データをAIが扱う際には、情報を記憶しそれを適切に利用できる必要がある。従来はニューラルネットワークの構造に再帰的な結合を導入することでデータを逐次的に処理していた（RNN）のに対し、大規模言語モデル（LLM）のアーキテクチャであるTransformerは、注意機構によってデータを並列的に処理している。

以上のようにごく簡単に歴史を整理したとき、注意機構の登場は唐突であるように思われるかもしれない。しかし実は、注意機構は、70年代に登場し発展してきた（甘利・）ホップフィールドネットワークを一般化したものと同一視することができるという。本書第二章は、単純なホップフィールドネットワークの紹介から始まり、それを徐々に一般化していくことで、注意機構を歴史的な文脈に位置づけることを可能にする。

以降の章でも同様に、最先端の話題を単純なモデルを介して扱っている。いずれのモデルの説明においても数式が使われており、また随所に数式の「気持ち」が添えられている。したがって読者は、数理的な正確性を損なうことなく、最先端の話題を直観的に理解することができる。

読者モニターレビュー【 Haruk1y 様（業界・専門分野：機械学習）】

本書の最大の特徴は、ホップフィールドネットワーク、イジング模型、イジングマシン、ボルツマンマシンという一見異なる分野の手法が、実は本質的に同一の数理モデルを基礎としていることを明確に示している点にあります。また、基本のモデルを出発点とした議論の広がりも本書の特徴です。第2章では注意機構まで、第4章では量子アニーリングまで、第5章ではスコアモデルや拡散モデルまでと、現代の機械学習における最先端の話題まで一貫した枠組みで扱われており、分野の歴史的発展を俯瞰できる構成となっています。数式の扱いにも配慮が行き届いており、直感的理解を促すための日本語での説明が併記されています。これにより、数学的な厳密性を保ちながらも、読者の理解を深める工夫が随所に見られます。
基礎的な概念から最先端の応用まで段階的に構成されているため、初学者でも無理なく学習を進めることができる一方で、専門家にとっても新たな視点を得られる深い内容となっていると思います。2024年のノーベル物理学賞受賞により注目が集まっている現在、異なる分野の知見を横断的に学びたい研究者や学生はもちろん、この分野の発展に関心を持つ幅広い読者にとって、極めて価値の高い一冊といえます。

【 yoshiki様（業界・専門分野： Engineering in Medicine ）】

本書では、ホップフィールドネットワークから生成AIの拡散モデルまでが一気通貫で解説されています。本書の魅力は、ボルツマンマシンを中心に据え、統計力学・計算量理論・量子計算といった一見別々の領域をまとめて説明し、AI技術に共通する構造をわかりやすく示している点です。

第1章ではホップフィールドネットワークとイジング模型の数理的同型を示し、第2章では連想記憶からTransformerの注意機構へと議論を発展させます。この「古典から現代へ」の橋渡しは丁寧で分かりやすく、読者が無理なく最新の理論へと進めるよう配慮されています。さらに第4章ではイジングマシンを用いた巡回セールスマン問題の実装例を取り上げ、量子アニーリングにも踏み込むため、理論志向の読者にも応用志向の読者にも響く内容となっています。終章に位置付けられたボルツマンマシンと拡散モデルの対比は、生成AIの数理を学びたい方にとって格好のガイドとなるでしょう。

解説では数式を惜しみなく使用しつつも、直感的な理解ができるよう日本語で丁寧に説明しており、微分・積分と確率の基本的な知識があれば大部分を読み進められます。各章末のまとめが要点を端的に再確認させてくれるため、読み進める手が止まりにくいのもありがたいです。

総じて、本書は「ボルツマンマシン＝古典的モデル」という固定観念を覆し、AIの現在地と未来像を俯瞰させてくれる稀有な一冊です。2024年にJohn J. Hopfield氏とGeoffrey E. Hinton氏がノーベル物理学賞を共同受賞して注目が高まる今こそ、AIを数理で深く理解したい研究者・エンジニア・学生におすすめです。

レビュー,書籍紹介・書評掲載情報一覧