ChatGPT将AI带入大众时代!

系列文章见: 《回忆AI时代-从图灵机到人工智能》

什么是ChatGPT

2022年11月,一个名叫ChatGPT的产品上线,短短两个月,它突破一亿用户,成为互联网历史上增长最快的应用。许多人第一次感受到机器似乎真的开始“思考”了。

ChatGPT(GPT的全称是Generative Pre-trained Transformer,生成式预训练Transformer模型)是OpenAI公司的产品,目前ChatGPT迭代的版本:

时间 模型 主要突破
2018 GPT-1 提出预训练 + 微调范式
2019 GPT-2 参数大幅增长,生成能力显著提升
2020 GPT-3 1750 亿参数,Few-shot Learning
2022 InstructGPT 引入 RLHF,更好遵循人类指令
2022 ChatGPT 将大语言模型以对话形式带给大众
2023 GPT-4 推理能力增强,支持图像理解
2024 GPT-4o 原生多模态,实时语音与视觉交互
2025 GPT-4.1 提升编程、长上下文和开发者体验
2025 GPT-5 综合推理、工具调用和多模态能力进一步提升

OpenAI成立于2015年总部位于美国旧金山,最初是一家人工智能研究机构,目标是推动人工智能技术的发展并让人工智能能够造福全人类

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感知机

系列文章见: 《回忆AI时代-从图灵机到人工智能》

我们让计算机判断今天适不适合去七骑车?用感知机的案例。在之前的案例中,程序员把权重w = np.array([2.0, 0.8, 3.0])写到程序中,但实际这里不应该由程序员写到程序中,而是需要给计算机大量历史数据,让它自己学习,譬如:

天气 周末 身体 是否骑车
1 1 1 1
1 0 1 1
0 1 1 0
0 0 1 0
1 1 0 0
0 0 0 0

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M-P神经元案例

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M-P神经元案例

假如,我们让计算机判断今天适不适合去七骑车?用M-P神经元的案例,我们给神经元三个输入X1、X2、X3,如果神经元会输出0~1间,譬如0.95 非常适合汽车。以下为Python示例。

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import numpy as np

# 输入
x = np.array([1, 1, 1])

# 权重
w = np.array([2.0, 0.8, 3.0])

# 阈值
theta = 5

# 计算点积(加权和)
s = np.dot(x, w)

# M-P神经元
if s >= theta:
y = 1
else:
y = 0

print("加权和:", s)
print("输出:", y)

案例解释:

    1. np.array() 创建向量
    1. np.dot() 计算点积
    1. 输入表示:
      输入 含义 当前值
      x1 天气晴 1
      x2 周末 1
      x3 身体状态好 1

结构:

1
2
3
4
5
x1 ----\
\
x2 ------> 神经元 --> <判断> -> 0 不适合骑行
/ |----> 1 适合骑行
x3 ----/
    1. 权重对应的含义:
      输入 权重 含义
      x1 2.0 天气
      x2 0.8 周某
      x3 3.0 身体状态
    1. 阈值(Threshold),当加权和≥5 时输出1否者为0。
    1. 实际计算过程:
1
2
3
4
5
  1 × 2.0
+ 1 × 0.8
+ 1 × 3.0
----------
5.8
    1. 打印结果:
1
2
加权和: 5.8
输出: 1

表示适合骑行。

骑行案例

骑行案例,条件越好,越适合骑车。这里符合一种规律好的因素越多,结果越偏向"适合骑车

天气 周末 身体 是否适合骑车

所以通过神经元画一条分界线就能区分:

1
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7
      适合骑车
● ● ●

----------------- ← 一条直线

● ●
不适合骑车

RNN让计算机学会"记忆"

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什么是RNN

RNN(Recurrent Neural Network,循环神经网络)是一种专门用于处理序列数据的神经网络,它最大的特点就是具有记忆能力,能够利用之前的信息来理解当前的信息。

譬如,我们让计算机理解这句话今天天气很好,对于人来说我们按顺序阅读今天 → 天气 → 很好当看到”很好”时,我们的大脑已经记住了前面的”今天”和”天气”,因此能够理解整句话,如果只看到最后两个字很好你并不知道到底是什么很好。

因此语言的理解依赖上下文,而上下文本质上就是一种”记忆”,RNN正是为了解决这个问题而设计的。

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CNN让计算机"看见"世界

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什么是CNN

CNN(Convolutional Neural Network,卷积神经网络)是一种专门用于处理图像数据的深度学习模型,它最大的特点是能够自动从图像中学习特征,而无需人工设计图像的特征。

譬如下图是一张猫的图片,人类几乎一眼就能判断这是一只猫但对于计算机来说,它看到的并不是猫,而是一大堆数字。因为图片实际上是由大量像素组成,每个像素都对应着 RGB(三原色)数值,计算机需要从这些数字中发现规律,最终判断图片中是否存在一只猫。

猫

为什么是CNN

前文介绍过神经网络,为什么CNN比普通的神经网络更适合处理图像呢?譬如有一张100 × 100的灰度图片,共包含100 × 100 = 10000个像素。如果直接将这10000个像素,全部输入到普通的全连接神经网络中,那么每一个神经元都需要与所有输入相连接,当网络层数增加时,参数数量很容易达到数千万甚至更多,不仅训练速度慢、内存开销大,而且非常容易出现过拟合的现象。

CNN则采用了完全不同的思路。它认为没有必要一开始就观察整张图片,而是像人观察事物一样,先看局部,再逐渐组合成整体。
CNN会利用卷积操作,在图片上用一个较小的窗口(卷积核)不断滑动,每次只关注图片中的一小块区域,例如边缘、纹理、颜色变化等局部特征。随着网络不断加深,这些简单特征会逐渐组合成更加复杂的特征,最终识别出眼睛、耳朵、鼻子,甚至整只猫。

CNN的出现,使计算机第一次能够自动学习图像特征,摆脱了传统计算机视觉中依赖人工设计特征(Feature Engineering)的方法,极大地提升了图像识别的准确率。

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大模型时代的奠基之作-Attention Is All You Need

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大模型的奠基之作《Attention Is All You Need Transformer》(中文译“注意力就是你所需要的一切”)是2017年由谷歌八位科学家联合发表的一篇里程碑式机器学习研究论文。论文中提出了自注意力机制的深度学习框架Transformer,如今已经成为大多数大模型的核心基础,可以处理文本、代码、音频和视频类数据等。

Transformer架构与工作原理

以下是Transformer的工作流程,图的左边是输入信息,右边是输出信息。
Transformer

Transformer整个工作流程共分为三大部分:

    1. 嵌入词向量(Embedding)
    1. 编码器(Encoder)
    1. 解码器(Decoder,包含Linear与Softmax输出)

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