你今天在用的AI,核心源自2014年实习生的一个习惯
2014年,23岁的Dzmitry Bahdanau在蒙特利尔大学实习。这个白俄罗斯小伙子接到的任务是:让计算机把英语句子翻译成法语。
当时神经网络翻译的效果一般,句子越长表现越差。原因在于研究者先把整句话的数据压缩进一块固定大小的内存,再到目标语言里解码。句子一长,内存装不下,细节就丢了。
Bahdanau想起学英语时做翻译练习的习惯。那时每写下一个词,他都要在原文里来回扫视,找到对应的部分。他把这个过程做成了神经机制。翻译时,模型不必把整句话塞进固定空间,只需回看原文里跟当前用词相关的部分。
一个实习生的灵感
这套机制后来被称为“注意力”。训练好的权重会把每个词的数学表示变成三个新向量——查询、键、值。这三个向量在注意力计算里各有用途。一个词可以借此判断当下该把重点放在句子的哪一部分。
指代是它最直观的考验。“那个动物没有过马路,因为它太累了”“那个动物没有过马路,因为它太宽了”。翻成法语时,模型得判断“它”指动物还是街道,两种选择的选词完全不同。没人告诉模型动物会累、街道可以很宽,这些关联是它从海量英法对照文本里学出来的。
有了注意力,神经网络翻译长句和短句一样好。这正是这套方法能走向规模化的基础。
从注意力到Transformer
2017年,谷歌团队提出Transformer架构,把注意力方法推到极致。其他组件全被拆掉了。论文标题就叫《注意力就是你所需要的一切》。论文被引用超过25万次,是AI领域的里程碑。后来出现的ChatGPT、Claude等大语言模型,全都沿用这个架构。
预测下一个词,为什么如此关键
大模型的训练目标可以归结为一件事:预测下一个词。但研究者怀疑,这个任务难到被称为“AI完备”——做成它,约等于做成通用AI。要在句子里正确填空,模型得会翻译、会算术,还得掌握事实知识。
不过,认知科学研究显示,人类思维不只是语言性的。语言是我们交流世界的工具。但思维还会动用感觉印象、身体经验、社会经历、记忆,还有一部分推理能力在大脑的语言网络之外运行。
当前这套基于注意力的框架还有一块短板:效率。AI研究者Llion Jones并不乐观:“现在这套做法解决不了这个问题,似乎必须跳到某个非常、非常不同的东西上去。”