元學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)“學(xué)習(xí)的能力”(下)——思維神經(jīng)與人工智能系列之元學(xué)習(xí)
http://m.magentopwa.com2021年05月18日 09:53教育裝備網(wǎng)
上篇我們講述了元學(xué)習(xí),一種最底層的學(xué)習(xí)能力,可惜的是大多數(shù)人并不能感知到這種能力,學(xué)校也不會教我們?nèi)绾问褂盟,從小到大我們都是遵循著生物本能進(jìn)行學(xué)習(xí),機(jī)械的重復(fù)看書刷題,死記硬背的系統(tǒng),企圖通過大量輸入輸出,去建模每個任務(wù)中具體而離散的知識,事實(shí)上,這種學(xué)習(xí)方式和幾萬年前我們的祖先,學(xué)習(xí)捕獵野獸并無太大區(qū)別,不同的是,在遠(yuǎn)古,我們要學(xué)習(xí)的知識稀疏,離散且不成體系,主要圍繞著如何活下去這個目標(biāo),因此,本能的學(xué)習(xí)是有效的,但由于人類大腦有限的存儲空間,如今這種系統(tǒng)已經(jīng)不再適用。
第二次工業(yè)革命后信息量指數(shù)爆炸,而人類問題對個體知識的需求也急速增長,反映出學(xué)生要學(xué)習(xí)的東西越來越多,但任務(wù)量的增多僅憑生物原始的存儲記憶是不可解的,我們進(jìn)化至今,現(xiàn)有大腦構(gòu)造還沒能完美適應(yīng)外界變化,這一過程需要耗費(fèi)成千上萬年,這也是為什么題海戰(zhàn)術(shù)在某些年級或是某些學(xué)科有效,但又慢慢失效的原因。沒有底層存儲的支撐,只是大量通過歷史經(jīng)驗(yàn)去建模,是不可持續(xù)的。換句話說,當(dāng)你的帶寬跟不上信息傳輸?shù)男枨,系統(tǒng)就會超負(fù)荷,以至于運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低。
我們所經(jīng)歷的標(biāo)準(zhǔn)化考死,比如說高考考研,本質(zhì)上是為了驗(yàn)證我們從過去的題目和答案中提取方法,并將其應(yīng)用到新問題上,從而獲得答案的能力。在這個過程中,我們對已有信息進(jìn)行壓縮,提煉出部分模型,對此,重要的不是某個具體的模型,而是基于已有的知識,快速,準(zhǔn)確建立模型的能力,并能夠很好的推廣到訓(xùn)練中從未遇到的新任務(wù)或新問題。
進(jìn)化讓我們獲得了某種先驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),無論是視覺皮層,還是海馬體,都有特定結(jié)構(gòu)來完成任務(wù),這就是一種最深層次的元學(xué)習(xí)機(jī)制。AI需要極度復(fù)雜的算法設(shè)計(jì)才能部分模擬這種結(jié)構(gòu),而我們生來便擁有它。我們常說到“開竅”一次,這其中的部分原因就是在大腦發(fā)育的某個階段,學(xué)習(xí)能力開始提升。
關(guān)于元學(xué)習(xí)的后天學(xué)習(xí)學(xué)術(shù)界沒有可借鑒的研究,但有一些思考,首先是認(rèn)知,即你必須意識到自己擁有這種能力,有了認(rèn)知再通過刻意學(xué)習(xí),就能提高對元學(xué)習(xí)的感知和掌握程度,可以練習(xí)的方法有很多,最核心的一點(diǎn)兒是減少反復(fù)輸入,在可預(yù)計(jì)區(qū)間內(nèi),盡可能的捕捉實(shí)體間的知識共性和任務(wù)共性,在做題過程中有意識的訓(xùn)練對兩種不同共性與特征的捕捉和遷移能力,也就是我們所說的舉一反三。結(jié)合費(fèi)曼技巧,反饋模式,可以最大限度激活元學(xué)習(xí)機(jī)制。簡而言之,對于具體的任務(wù),除了提取任務(wù)本身的知識外,也要注重從特征集合到答案這一過程的歸納學(xué)習(xí),這種方法不但限于狹義學(xué)習(xí),不如看書做題,還適用于廣義學(xué)習(xí)場景,比如游泳,與人相處,規(guī)劃未來等等,只要給定任務(wù),就可以憑借元學(xué)習(xí)能力快速學(xué)習(xí)和掌握它們。
在這個瞬息萬變的時代,我們所面臨的問題遠(yuǎn)比老祖先還要復(fù)雜,曾經(jīng)的我們困于思維定式,對學(xué)習(xí)有著狹義而抵觸的心態(tài),甚至?xí)硭?dāng)然的覺得自己根本不是學(xué)習(xí)這塊料,也不可能成功,然后便什么都不去做了,但理解了元學(xué)習(xí)框架后,你會發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)從來不是什么困難的事,而應(yīng)該是令人愉悅的,它不僅能讓你獲得一個好成績,更重要的是幫助你識別萬物,建模世界,做出理性而客觀的選擇,不論應(yīng)試,求職還是人生,都是順理成章,有跡可循。
道德經(jīng)有云“一生二,二生三,三生萬物,萬物無窮無盡”,我們終極一生都無法建模,但元學(xué)習(xí)讓我們能夠掌握最本源的一,捕捉生的光影,它曾改變這個世界的進(jìn)化歷史,也有著改變我們一生的力量,
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責(zé)任編輯:黃程程
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