神系统:从高三开始引领科技革命

罗曼黑斯廷斯

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第128章 数学:AI的母语

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“一个由数据驱动、算力支撑的深度学习新纪元,已经降临。”

他的话音落下,整个会议室鸦雀无声。这段从神话到现实、从哲学到工程的恢弘叙事,让在场的每一个人都感到了一种智力上的震撼。他们仿佛跟随着陈启明的讲述,亲身走了一遍人工智能七十年的崎岖道路,感受了那些先驱者的狂喜与失落。

历史的回响,让他们对自己刚刚经历的挫败,有了更深刻的理解。他们不是第一批走入死胡同的人,也绝不会是最后一批。

陈启明看着众人沉思的表情,知道铺垫已经足够。他抛出了那个最关键的问题,也是刺向他们痛处的一把尖刀:

“那么,各位前辈,问题来了。历史的积淀已经如此深厚,深度学习的大门也已经敞开,为什么我们在面对大语言模型时,依然感觉像是在黑暗中摸索?为什么我们用尽了所有经典的、最先进的RNN变体,却始终造不出一台能真正‘理解’语言的机器?”

这个问题,问到了所有人的心坎里。是啊,为什么?

没等任何人回答,陈启明便给出了那个石破天惊,却又在情理之中的答案。他转身,在白板上,用马克笔重重地写下了两个字:

数学

“因为,”他的声音清晰而坚定,“我们一直以来,都把人工智能,尤其是深度学习模型,当成了一个计算机工程问题,或者是一个软件编程问题。我们热衷于讨论框架、优化代码、堆砌算力……但我们忽略了它的本质。”

“它的本质,是纯粹的数学。”

这句话,如同一道闪电,劈开了众人脑海中的迷雾。

陈启明的手指,从“数学”二字,缓缓滑向了之前写下的“transformer”架构图。

“我们一直试图用代码的逻辑去理解模型,但这些模型的‘母语’,从来都不是python或者c++,而是数学。我们试图跟一个只会说拉丁语的古罗马人讲英语,就算比划得再热闹,也永远无法进行深刻的交流。”

他指着qKV那三个字母:“这背后,是线性代数的向量空间理论。每一个单词,都不再是孤立的符号,而是一个在高维空间中拥有特定位置和方向的向量。词语之间的关系,就是向量之间的距离和角度。自注意力机制的计算,本质上就是在询问:‘在这个千万维度的空间里,哪些向量应该彼此靠近?’”

他又指向屏幕上那段优美的代码:“我们看到的模型训练过程,那些复杂的梯度下降和反向传播算法,其灵魂是微积分。它让模型拥有了‘反思’和‘学习’的能力。每一次参数更新,都是一次在由亿万个参数构成的、比喜马拉雅山脉还要复杂的地形上,寻找最低谷(最优解)的艰难跋涉。”

“而我们用来衡量模型好坏的损失函数,比如交叉熵,则根植于概率论和信息论。它告诉模型,你的‘猜测’与‘真相’之间,信息量的差距有多大。整个深度学习,在某种意义上,就是一部关于如何最小化‘意外’(surprisal)的史诗。”

一番话,将一个复杂的工程问题,瞬间还原成了它最核心、最纯粹的数学骨架。

在场的科学家们,哪一个不是数学高手?但他们过去,更多的是将数学当成一种“工具”,用来解决具体问题。他们很少,或者说从未像陈启明这样,将整个AI模型,视为一个完全由数学规律构筑、浑然天成的“数学生命体”。

“transformer架构,”陈启明的声音里带上了一丝赞叹,“它不是一行行代码的堆砌,它是一首用数学写成的诗。”

“多头注意力机制,是在用不同的一组基,去反复度量同一个向量空间,如同从不同角度去欣赏一座雕塑,从而获得更全面的认知。位置编码,巧妙地运用了三角函数的周期性,将序列的绝对位置和相对位置信息,编码进了模型的‘感知’之中。整个架构,就是一个巨大而精密的、将离散的文字符号映射到连续的语义空间的非线性函数。”

他转过身,目光重新变得平静,却带着一种不容置疑的力量。

“所以,严院士,回到您最初的问题:我是从哪里学到这些的?我是怎么掌握这些的?”

“答案很简单。我没有掌握任何秘密的知识,我只是比大多数人,更早地认识到,想要真正理解和创造AI,唯一的路径,就是回到它的本源。”

“数学。”

“代码只是我们用来将数学思想翻译给机器执行的工具。如果我们自己都不懂这门‘母语’,又怎么能指望翻译出伟大的作品呢?我们只会成为一个蹩脚的翻译官,不断地重复前人已经写好的文章,却永远写不出属于自己的篇章。”

“只有当线性代数的变换、微积分的流动、概率论的权衡,都成为我们思考模型时的本能,我们才能真正地驾驭它,而不是被它牵着鼻子走。我们才能在遇到瓶颈时,不是去网上搜索又一个花哨的tricks,而是回到最底层的数学原理中,去寻找真正坚实的答案。”

陈启明的话,在巨大的会议室里回荡。

这番话,不仅解释了他知识的来源,更重要的是,为眼前这群陷入迷茫的龙国顶尖科学家,指明了一条通往未来的、唯一的、也是最艰难的道路。

放弃对现成模型的修修补补,放弃对工程技巧的盲目崇拜。

回归基础,回归数学。

严树隆院士的身体微微颤抖着,他看着眼前的少年,眼神中最后的一丝疑惑也烟消云散,取而代之的是无与伦比的敬佩与……惭愧。

正好此时,陈启明的电话也响了起来。

是……陈景明院士的电话!

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