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zhimin-z committed Sep 25, 2024
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**没有免费午餐定理(No Free Lunch Theorem)**便是一个鲜明的例子。该定理告诉我们,不存在一种能够应对所有问题的通用算法。尽管许多算法在特定领域或时间点看似“无敌”,如神经网络的兴起,但每个算法的优势往往局限于特定的任务和环境。因此,过度依赖某一种算法的短期成功,可能导致长期陷入困境。通过理论学习,研究者能够意识到这种局限,并避免在实践中过分追逐SOTA,而忽视更为长远的技术路线。

掌握机器学习理论不仅能够为初学者奠定坚实的基础,增强他们的信心,还能帮助他们在面对外界质疑时保持理性和清醒的判断。一个鲜明的例子是,近期在 ICLR 2024 大会上,斯隆奖得主马腾宇及其团队通过数学方法证明了Transformer 模型具备模拟任意多项式规模数字电路的能力。这一成果表明,随着**思维链(Chain of Thought, CoT)**的不断延展,Transformer能够有效地处理更为复杂的问题。 这项研究不仅展示了理论在推动前沿技术进步中的重要性,还让我们认识到,尽管外界对数据质量不足、模型的算力需求以及能源消耗提出了诸多质疑,但这些问题并非不可逾越。通过深入学习机器学习理论,我们可以更好地理解这些挑战,意识到它们实际上是迈向**通用人工智能(AGI)**过程中必须面对和解决的关键节点
当然,理论和实践之间的差距依然存在。许多理论假设在现实应用中并不完全成立,尤其是在面对大数据和复杂模型时,理论的指导可能显得力不从心。但这并不意味着理论无用,恰恰相反,这正是学科发展的驱动力。正如机器学习的发展史所示,当实践进展遇到瓶颈时,往往是理论创新引领了新的突破。例如,在早期,受限于数据和算力,机器学习中的理论研究主导了整个领域的发展;而到了互联网时代,随着数据量的指数级增长和计算资源的提升,实践逐渐超越了理论。如今,面对数据、能源和算力等问题的挑战,理论又重新成为了优化模型效率和算法性能的焦点

不仅如此,理论学习还有助于我们建立对算法泛化能力的深刻理解。通过对机器学习理论的深入研究,我们能够推导出在不同假设条件下,算法的性能极限。比如,我们可以评估某一算法的收敛速度,预测其在不同数据量和模型复杂度下的表现。这些理论工具不仅提高了研究的严谨性,还为实际应用提供了有力的指导。例如,正是通过理论推导,我们能够理解大规模语言模型的训练为何需要如此庞大的数据集,同时又能预见在某些任务上微调模型的效果
一个鲜明的例子是,近期在 ICLR 2024 大会上,斯隆奖得主马腾宇及其团队通过数学方法证明了Transformer 模型具备模拟任意多项式规模数字电路的能力。这一成果表明,随着**思维链(Chain of Thought, CoT)**的不断延展,Transformer能够有效地处理更为复杂的问题。 这项研究不仅展示了理论在推动前沿技术进步中的重要性,还让我们认识到,尽管外界对数据质量不足、模型的算力需求以及能源消耗提出了诸多质疑,但这些问题并非不可逾越。通过深入学习机器学习理论,我们可以更好地理解这些挑战,意识到它们实际上是迈向**通用人工智能(AGI)**过程中必须面对和解决的关键节点

当然,理论和实践之间的差距依然存在。许多理论假设在现实应用中并不完全成立,尤其是在面对大数据和复杂模型时,理论的指导可能显得力不从心。但这并不意味着理论无用,恰恰相反,这正是学科发展的驱动力。正如机器学习的发展史所示,当实践进展遇到瓶颈时,往往是理论创新引领了新的突破。例如,在早期,受限于数据和算力,机器学习中的理论研究主导了整个领域的发展;而到了互联网时代,随着数据量的指数级增长和计算资源的提升,实践逐渐超越了理论。如今,面对数据、能源和算力等问题的挑战,理论又重新成为了优化模型效率和算法性能的焦点
不仅如此,理论学习还有助于我们建立对算法泛化能力的深刻理解。通过对机器学习理论的深入研究,我们能够推导出在不同假设条件下,算法的性能极限。比如,我们可以评估某一算法的收敛速度,预测其在不同数据量和模型复杂度下的表现。这些理论工具不仅提高了研究的严谨性,还为实际应用提供了有力的指导。例如,正是通过理论推导,我们能够理解大规模语言模型的训练为何需要如此庞大的数据集,同时又能预见在某些任务上微调模型的效果

最后,学习机器学习理论不仅是为未来的职业发展打下坚实的基础,更是在面对挑战时增强信心、寻找创新突破的重要手段。无论是在研究中追求算法的提升,还是在实践中应对现实的挑战,理论的力量都不可或缺。
最后,掌握机器学习理论不仅能够为初学者奠定坚实的基础,增强他们的信心,还能帮助他们在面对外界质疑时保持理性和清醒的判断。无论是在研究中追求算法的提升,还是在实践中应对现实的挑战,理论的力量都不可或缺。

-- 赵志民

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