Библиотека · CC BY-SA 4.0

Приключения Алисы в Странедифференцируемых чудес

Alice's Adventures in a Differentiable Wonderland, Volume I: A Tour of the Land

Иллюстрация к книге

Выберите версию

Один и тот же текст на каждом уровне, на всех языках и во всех оформлениях, что здесь есть. Выберите, потом слушайте или скачивайте.

Слушать и смотреть

Тот же плеер, который продукт даёт для вашей книги: голос, рисунки по мере того, как они рисуются, текст.

Современный учебник о том, как на самом деле устроены нейросети: от тензоров и градиентов до трансформеров. Глава 6 показывает, как программа сама находит свои градиенты: автоматическое дифференцирование, обратный проход, на котором обучается любая модель.

Это пробная часть: 1 из 13 (главы).

Из лекций

Небольшая стопка рамок с картинками питает сетку реакций, которая растёт из нескольких клеток в огромную таблицу на весь холст с пометкой «слишком велика».
Рецепт из маленьких шагов

Таблица, которую не удержать

У некоторых шагов есть острый угол, где наклон не определён, например у популярной ReLU, которая пропускает положительные числа и превращает отрицательные в ноль.

Четыре станции в ряд; под каждой растущая стопка маленьких таблиц — одна под первой станцией, две под второй, три под третьей и четыре под четвёртой, и каждая новая стопка обновляется входным якобианом станции.
Почему очевидные пути слишком медленны

Прямой режим хранит таблицы

Поэтому книга переходит к первому настоящему методу — прямому режиму, — и он опирается на цепное правило. Если одна станция питает другую, реакция пары равна реакции второй, умноженной на реакцию первой.

Четыре блока в ряд; первый, второй и четвёртый помечены как сохранённые контрольные точки, третий пуст; обратные стрелки останавливаются на третьем блоке, стрелка повторного прогона идёт от второго блока к третьему, и подпись говорит: плюс четверть.
Путь назад от итоговой оценки

Контрольные точки экономят память

Книга показывает способ вернуть часть этой памяти ценой времени — он называется контрольными точками градиента. Представьте четыре блока в ряд. При прямом проходе сохраняются только выходы первого, второго и четвёртого блоков; это и есть контрольные точки.

Слой соединяет три входа со значениями 2, 1 и 3 с выходом, важность которого равна 4; на трёх связях показаны их градиенты 8, 4 и 12 — важность выхода, умноженная на вход.
Задать таблице один вопрос

Доля вины веса

Почему это настолько лучше? Возьмите самую распространённую станцию — слой, который смешивает свои входы с сеткой весов, как это много раз делает каждый слой чат-модели или модели фотографий.

Ряд копий страницы, каждая вдвое уже предыдущей, показывает, как градиент сжимается в четыре раза на слой и после десяти слоёв падает ниже одной миллионной.
Как библиотеки идут назад и почему победила ReLU

Множители, которые перемножаются

Теперь вернёмся к копировальному аппарату. Помните: когда обратный путь проходит через функцию активации, путешествующая строка масштабируется на наклон функции.

ReLU, ровная слева от нуля и поднимающаяся под 45 градусов справа, с веером прямых через угол, наклоны которых идут от 0 до 1; горизонтальная отмечена как обычный выбор; сверху три записи ReLU дают в нуле наклоны 0, 1 и 0,5.
Угол ReLU

Любой наклон от 0 до 1

Строгий ответ использует идею линейки. Для функции, изогнутой вверх, как чаша, любая прямая, которая касается её в точке и остаётся ниже всей функции, называется в этой точке субградиентом, и её наклон — законная замена отсутствующему наклону.

Как это сделано

Примеры для: a curious adult with school maths who uses AI apps every day; add one modern instance per idea, such as how a chat assistant or a phone's photo app is trained

Источник

Лекции пересказывают с английского оригинала книгу arXiv 2404.17625 (version 3, 2025), автор — Симоне Скардапане; книга вышла под открытой лицензией, которая разрешает пересказ и перевод. Пересказ, рисунки и голос сделаны ИИ и сверены с книгой второй моделью. Как используется ИИ.

Лекции — переработка оригинала и распространяются под той же лицензией: их можно свободно распространять и перерабатывать с указанием автора и ссылкой на эту страницу: CC BY-SA 4.0

Ваша трудная книга — так же

Загрузите учебник или любую сложную книгу. Первые пять минут бесплатно.

Загрузить книгу