翟晓鹰 作品

第560章 用一个故事解释复合函数(第2页)

1.神经网络是复合函数的堆叠

我们可以把一个**深度神经网络(dnn)**看作是多个函数的复合。例如,一个典型的神经网络从输入到输出的计算过程如下:

?:第一层的计算(比如线性变换+激活函数)

?:第二层的计算

?:最终输出层

这和复合函数的概念完全一致,只不过在神经网络中,有更多层的嵌套。

类比故事:Ai也是在“炼制智慧药水”

就像炼金术士艾尔文用多层处理的方法炼制智慧药水一样,Ai也需要一层一层地处理信息:

?第一层:从原始数据中提取基本特征(类似于提取魔法精华)

?中间层:进一步转换特征,使其更具意义(类似于化学转化)

?最终层:输出结果,例如预测类别或数值(类似于最终的智慧药水)

2.反向传播依赖复合函数的链式法则

在Ai训练过程中,我们要不断优化神经网络,使其预测结果更准确。这依赖于反向传播算法(backpropagation),它的核心就是链式法则(rule),用于计算复合函数的导数。

如果损失函数是输出的函数,而又是隐藏层输出的函数,那么梯度计算就是:

这说明:

?误差从最后一层向前传播,每一层都通过链式法则计算自己的贡献,逐层调整参数,使模型更精确。

3.复合函数让神经网络具备更强的表达能力

如果只用一个简单的函数(如线性函数),Ai只能学到最简单的关系,无法处理复杂的数据模式。而深度神经网络通过复合函数的多层变换,能够学习复杂的非线性关系,比如:

?图像识别(从像素到对象识别)

?语音识别(从音频信号到文本)

?自然语言处理(从句子到语义理解)

这些应用之所以有效,正是因为复合函数的多层嵌套使得Ai能够学习从低级特征到高级语义的映射。

结论

?神经网络的本质是复合函数,每一层都将前一层的输出作为输入,最终计算出预测结果。

?反向传播依赖于链式法则,用来计算复合函数的梯度,使得模型可以优化。

?复合函数增强了Ai的学习能力,使神经网络能够逐层提取复杂特征,处理各种高难度任务。

复合函数的概念,是Ai发展的基石!