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. Первые три главы закладывают основу: о чём книга, линейная алгебра и анализ, на которых работает сеть, градиентный спуск, что такое набор данных и функция потерь.

Это пробная часть: 3 из 13 (главы).

Из лекций

Сетка чисел с подписью «тензор» проходит через цепочку блоков, линейных и нелинейных, чьи концы имеют форму вилок и розеток; сбоку стоят буквы с крестиком.
Обучение как поиск среди ручек настройки

Блоки, подходящие как вилки

Первая часть книги, названная «Компас и стрелка», главы со второй по шестую, и выстраивает именно этот механизм. Взгляд на сеть как на цепочку дифференцируемых блоков ставит два вопроса, и второй рисунок книги их иллюстрирует. Первый: какие виды данных могут входить и выходить?

На сетке стрелка (2, 1) плюс удвоенная стрелка (1, 3), то есть (2, 6), достраивает параллелограмм, заканчивающийся в (4, 7); затем стрелка (3, 4) длиной 5.
Стрелки, длины и скалярное произведение

Векторы как стрелки

Большинство моделей в книге построены из очень простых ингредиентов: сумм, умножений и нескольких изогнутых функций, таких как экспонента, синусы и косинусы и квадратные корни. У векторов, тензоров с одним направлением, своя арифметика, которую математики называют векторным пространством.

Два куба 2 на 2 на 2, один заполнен единицами, другой двойками, перемножены позиция за позицией и просуммированы в 16, как и скалярное произведение их развёрнутых списков из восьми.
Стопки таблиц и сокращённая запись буквами

Скалярное произведение целых тензоров

Для второго вида книга даёт обобщённое скалярное произведение. Возьмите два тензора одной формы с тремя направлениями, перемножьте их позиция за позицией и сложите каждое произведение. Это не что иное, как обычное скалярное произведение двух тензоров, развёрнутых в длинные списки.

Кривая в форме долины с шариком, который стартует высоко слева и шагами спускается ко дну; каждый шаг — стрелка с подписью размера шага, а маленький перевёрнутый холм показывает, что максимизация — это минимизация противоположности.
Где земля падает быстрее всего

Шаг за шагом вниз

Теперь к градиентному спуску. Допустим, мы хотим найти вход, при котором функция многих чисел как можно меньше, её минимум.

Латентное пространство с двумя точками собак почти вплотную, в (1, 2) и (1.1, 2.2), и точкой машины далеко, в (4, 6); короткая линия между собаками подписана 0.22, а длинная линия от собаки к машине — 5.
Что делает кучу примеров хорошей

Близкие смыслы, близкие точки

Открывающий рисунок главы заглядывает вперёд, к чему-то замечательному. Дифференцируемая модель преобразует свой вход шаг за шагом операциями линейной алгебры.

Правдоподобие, записанное как произведение вероятностей, затем минус его логарифм, записанный как сумма минус логарифмов; ниже пример с синоптиком: 0.105 плюс 0.511 равно 0.616, то есть минус log 0.54.
Самое вероятное объяснение и много объяснений сразу

От произведения к сумме логарифмов

Как обучают такую модель? Поскольку примеры предполагаются независимыми и взятыми из одного распределения, вероятность, которую модель назначает всему набору данных, — это произведение вероятностей, которые она назначает истинному выходу каждого примера.

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