Tener un doctorado en física es irrelevante para hacer el aprendizaje automático como un trabajo. Claro que si tienes un doctorado en física puedes hacer matemáticas avanzadas y creo que eres bastante inteligente, pero también lo son las personas sin doctorado en física. A nivel práctico no necesitas matemáticas avanzadas. Ayuda a conocer los conceptos básicos de álgebra lineal, análisis matemático, optimización, aprendizaje estadístico, etc. para comprender e implementar algoritmos de aprendizaje. Pero no veo estos temas particularmente avanzados. Hacer el aprendizaje automático como un trabajo es mucho más un problema de ingeniería que un problema científico: obligar al gerente / cliente a que haga la solicitud lo más clara posible, obtenga y discuta los datos, aplique un conjunto de métodos (clasificación, regresión, agrupación, detección novedosa, lo que sea el problema requiere) para ver cuál rinde mejor y responde las preguntas, e informar al gerente / cliente.
Espero eso ayude.