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人工智能

大模型 怎么工作

大语言模型,简称 LLM,会写文章、会翻译,连程序都能写。看上去像魔法,可往里一看,它做的事出奇地只有一件:看着前面已有的话,猜下一个词。把这些猜测一个个接起来,就成了句子,成了长长的回答。干这件事的,是上一课讲的注意力层层叠起来的 Transformer。到底是不是真的只有这些,我们一步步来看。

01

猜下一个词

想想用手机打字发消息的时候。打出一个词,输入法就会弹出几个接下来可能用的词。LLM 做的事本质上也一样,只是它读过的文字多得多,看的前文也长得多。
LLM 把前面的话全读一遍,挑出下一个词。接上这个词以后,再把变长的句子重新读一遍,挑出再下一个词。严格说来,它挑的单位是比词更小的片段,叫词元,这里为了好懂,就叫它词。

天空 …
挑下一个词
点候选词来接着写句子
0 / 3

点候选词,把句子接下去。每点一次,下一个词的候选就会带着概率出现,句子一个词一个词地长起来。

只是挑了下一个词,不知不觉就成了一句通顺的话。秘诀在每个候选旁边的数字,也就是概率。概率表示这个词接下来出现的可能性有多大。
合乎语法、意思说得通的词概率高,牛头不对马嘴的词概率低。LLM 从海量文字里学到哪些词常跟在哪些词后面,再用它来算这些概率。

02

凭概率挑一个

概率并不难。给接下来可能出现的每个词打一个“有多像样”的分,再把这些分调成加起来正好百分之百。在“天空晴朗”后面,“凉快”这样的词概率高,“漆黑”就低。
LLM 通常挑概率高的词,不过并不总是只挑第一名,常常按概率大小像抽签一样抽一个。同一个问题每次的回答略有不同,原因就在这里。

因为下了雨 …
挑概率最高的词,把它接上去
0 / 3

每一步都点概率最高的词。选中的词接到句子上,再进入下一步。候选是事先定好的,所以试几次结果都一样。

每挑一个词,句子就长一格。真正的 LLM 会把变长的整句重新读一遍,再重新算出下一个词的候选。
挑、接、重读、再挑。把这个小动作重复无数次,就成了段落,成了长长的回答。LLM 写出的文字不是一下子冒出来的,而是这样一步一步堆起来的。

03

前文不同,概率就不同

下一个词的概率不是固定的,前面来了什么话,概率就会大变。“肚子饿了,所以我拿起了”后面,吃的东西最像样;“船到了港口,所以我拿起了”后面,船上用的东西最像样。
紧挨着的几个字一样,前文一变,接下来的词就全变了。从前文里挑出有用的词来看,靠的是上一课讲的注意力。

前文
肚子饿了,所以 我拿起了 …
米饭68%
面包21%
大海2%
点一下换前文,下一个词的分布就变了

点一下换前文。紧挨着的几个字不变,前文一换,下一个词的概率条就整个变了样。

只换了前文,下一个词的概率就翻了个儿。LLM 看起来聪明的秘诀就在这里:它把整段前文看一遍,挑出合乎眼下情况的下一个词。
所以同一个问题,前面放了什么说明和例子,回答就会大不一样。人们常说提问要写好,道理也在这里。

04

一件事里长出好多本事

这里发生了一件令人惊讶的事。只是训练它把下一个词猜好,没人教过的本事却跟着来了。一长段文字后面接着“一句话概括”,最像样的下文就是摘要;接着“用英语说”,最像样的下文就是翻译。
问题说明后面接着“用代码写”,接下去的就是代码。像这样随着模型变大自己冒出来的本事,有时被称为涌现能力。

前面的走向
一长段文字 … 一句话概括
↓
下一个词
关键是 …
三个都一样,只是看着前面的走向挑出下一个词
点一下切换能力

点一下切换能力。摘要、翻译、写代码,全都出自同一件事:猜下一个词。只是前面铺的走向不同,机器做的事只有一件。

换个按钮,做的事看起来就不同了,可往里看全都一样:看着前面的走向猜下一个词。用海量文字把这一件事磨练好,许多本事就一起跟来了。至于像助手一样耐心回答问题,那是之后又用人给回答打的分再调教一遍的结果。
不过有一点一定要记住:LLM 回答前并不核对事实,它挑的是最像样的下一个词。所以它会理直气壮地说出不存在的书名,或者错误的数字。

05

小结

归纳起来是这样:LLM 是看着前文、凭概率猜下一个词的机器。它给每个候选打上概率,挑出一个,一个词一个词地接成长文。前文变了,概率也跟着变,看前文的哪里,由注意力来定。
把这一件事做好以后,摘要、翻译、写代码这些本事也跟着来了。只是别忘了,LLM 挑的是像样,不是真相。

依次点要点回顾一下

依次点要点回顾一下。(猜下一个词 → 凭概率一个词一个词地接 → 随前文而变,注意力 → 许多本事跟着来)

现在 LLM 的真面目看清了:不是魔法,而是凭概率猜下一个词的机器。把这件简单的事做到极大的规模,连意想不到的本事都长了出来。
可是 AI 造出来的只有文字吗?也有 AI 根据学到的东西画画、作曲。下一课讲生成式 AI:用学到的模式造出新东西。

一句话总结LLM 是看着前文、凭概率猜下一个词的机器。它给每个可能接下来的候选打上一个“有多像样”的概率,从中挑出一个,接到句子末尾,再把变长的句子重读一遍,接着猜下一个词,这样反复,写成长文。前文一变,下一个词的概率也跟着变,而决定看前文哪里的,就是上一课学的注意力。用海量文字把这一件事训练好以后,摘要、翻译、写代码这些没人教过的本事也跟着来了。不过 LLM 并不核对事实,只是挑最像样的下一个词,所以也会理直气壮地说错。
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