在人类文明的漫漫长河中,语言始终是连接思维与现实的桥梁。从甲骨文到二进制代码,从结绳记事到云端对话,语言的形式不断演变,而其承载的智慧却始终如星辰般璀璨。今天,当大语言模型以数字诗人的姿态叩响时代之门,我们不禁要问:这场由算法驱动的语言革命,究竟会将人类引向何方?
语言的觉醒:从符号到智能的跨越
大语言模型的崛起,绝非偶然的技术狂欢,而是人类对语言本质探索的必然产物。从图灵测试的构想到Transformer架构的突破,从词嵌入的数学之美到注意力机制的诗意灵感,科学家们用代码重构了语言的神经脉络。这些模型不再满足于简单的翻译或分类,而是试图捕捉语言中隐含的逻辑、情感与创造力正如人类幼童通过观察世界学习语言,大模型也在海量文本中构建着对世界的认知图景。
技术背后的温度:算法与人文的对话
当我们惊叹于GPT-4生成流畅诗歌的能力时,或许更应思考:这些数字缪斯是否真正理解了月是故乡明的意境?大语言模型的工作原理,本质上是将人类语言的概率分布转化为可计算的数学模型,但其中蕴含的,却是人类对语言本质的深刻洞察。从词嵌入到自注意力机制,从预训练到微调,每一步技术突破都在试图弥合计算与理解之间的鸿沟。而这场探索的终极目标,或许并非复制人类智能,而是创造一种全新的语言智能,让机器与人类在对话中彼此照亮。
从实验室到生活:大模型的破圈之路
今日的大语言模型,已不再是科研论文中的抽象概念,而是悄然渗透进日常生活的每个角落。从智能客服的温柔应答,到代码生成的精准高效;从新闻摘要的自动生成,到教育领域的个性化辅导,这些模型正在重新定义生产力的边界。但技术的价值,终需回归人的尺度:如何让大模型成为人类创造力的延伸,而非替代?如何确保算法的公平性,避免数字鸿沟的加剧?这些问题,需要技术专家与人文思考者的共同回答。
未来的对话:人与机器的共生之旅
站在大语言模型的浪潮之巅,我们既无需神化技术的力量,也不应恐惧其带来的变革。正如印刷术的发明未让诗人失业,互联网的普及未让思想消亡,大语言模型终将成为人类智慧的放大器。在本书中,我们将以解构者的姿态,揭开Transformer架构的神秘面纱;以实践者的视角,亲历从情感分析到跨语言处理的完整流程;更以思考者的深度,探讨技术伦理与未来图景。
本书全面阐述从人类语言起源到人工智能大模型的技术演进,系统解析了Transformer架构及GPT、BERT、T5等前沿模型的核心原理。内容涵盖语言智能理论基础、大模型关键技术(注意力机制、词嵌入、预训练方法)及实战应用(情感分析、文本生成、问答系统等),特别注重中文场景下的模型优化与实践案例。书中既有对语言本质与AI关系的深度思考,又包含可操作的代码示例和性能优化技巧,兼具学术价值与工程指导意义。本书通过绘画带动技术的讲解,加快读者对知识的理解。本书既强调工程,又结合艺术。书中将晦涩的数学公式、技术原理等内容巧妙地生活化、趣味化,又以不失严谨的图文形式展现出来。本书采用原创手绘,国画与漫画风格兼顾,内容讲解生活化且不失严谨,并赋予哲学内涵,精选案例,紧跟时代步伐。另外,为便于读者实践,书中所有源代码均可从图书资源中获取。
愿这本书成为您探索大语言模型世界的引航灯。在这里,您将遇见数学的严谨与语言的诗意,触摸代码的冰冷与创造的炽热。因为最终,我们探讨的不仅是技术,更是人类如何通过语言,与机器、与世界、与自己展开一场永恒的对话。
著者
2025年6月
第1章 从语言到智能
1.1 语言的起源 2
1.1.1 人类语言的起源 2
1.1.2 语言发展中的重要里程碑 3
1.2 语言在信息社会中的重要性 5
1.2.1 数字化时代中的语言变革 5
1.2.2 社交媒体对语言的影响 6
1.3 人工智能时代的语言技术 7
1.3.1 自然语言处理的定义和应用范围 7
1.3.2 机器翻译与自然语言生成技术 9
第2章 走近大语言模型 14
2.1 Transformer:自然语言处理的新趋势 15
2.1.1 文本分类 16
2.1.2 自然语言推理 18
2.1.3 语义相似度计算 20
2.1.4 命名实体识别 22
2.1.5 摘要生成 23
2.2 Transformer初体验:大模型的前世今生 24
2.2.1 Transformer工作原理浅析 24
2.2.2 代码示例:Transformer文本处理 25
2.3 词嵌入和神经网络:大语言模型的基石 29
2.3.1 词嵌入的奇妙世界 29
2.3.2 词嵌入与神经网络的融合 31
2.3.3 神奇的注意力机制 32
2.3.4 像素级Query-Key-Value机制详解 35
2.4 大语言模型:数学的韵律,文本的乐章 41
2.4.1 从神经网络到大语言模型的演进 41
2.4.2 大语言模型的概念 43
2.4.3 大语言模型的架构和特点 44
第3章 深入理解Transformer核心 45
3.1 Transformer模型剖析:揭示内核机制 46
3.1.1 Transformer模型概述 46
3.1.2 引入编码器与解码器 48
3.2 编码器:文本信息的变换引擎 52
3.2.1 词嵌入和位置编码 53
3.2.2 自注意力机制和多头注意力机制 54
3.2.3 前馈神经网络层和残差连接 59
3.2.4 Dropout正则化机制 63
3.3 编码器 解码器:信息传递与生成的精华 67
3.3.1 交叉注意力机制和输出分布计算 67
3.3.2 掩蔽处理和序列生成 68
3.4 解码器:文本生成的要诀 69
3.4.1 省略交叉注意力机制 69
3.4.2 自回归生成任务的应用 71
3.5 像素级Transformer详解:中译英为例 71
第4章 大语言模型技术精要 81
4.1 文本解析:语言预测之道探索 82
4.1.1 文字预测的基本原理 82
4.1.2 文字预测的学习过程 84
4.1.3 大模型中的文本预测应用 85
4.2 GPT:文本生成的灵魂 86
4.2.1 输入数据的表示方法 86
4.2.2 预训练策略和技术 87
4.2.3 微调方法和应用 89
4.2.4 GPT代码实践:文本生成 92
4.3 BERT ﹒RoBERTa:文本编码的新思路 93
4.3.1 输入数据的表示方法 94
4.3.2 预训练策略和技术 96
4.3.3 微调方法和应用 98
4.3.4 BERT代码实践:文本填空 99
4.4 T5:融合之美 ,文本转换的全新范式 100
4.4.1 输入数据的表示方法 101
4.4.2 预训练策略和技术 102
4.4.3 微调方法和应用 103
4.4.4 T5代码实践:摘要生成 104
4.5 跨语言模型:多语言处理的新前沿 105
4.5.1 跨语言模型的优势和特点 105
4.5.2 跨语言模型挑战与策略 105
4.5.3 多语言模型在实践中的应用案例 106
4.6 语言文字处理:微观视角的文本挖掘 107
4.6.1 字节对编码技术和实践 107
4.6.2 WordPiece方法探索和应用 110
4.6.3 中文文字的处理策略 111
4.6.4 中文文字处理的前沿探索 112
4.7 大语言模型的蜕变:技术演进与前瞻展望 113
4.7.1 模型的提示控制技术 114
4.7.2 对准技术的重要性 121
4.7.3 指令微调 122
4.7.4 ChatGPT与RLHF 124
4.7.5 DeepSeek 126
第5章 大语言模型系统开发构建 129
5.1 Hugging Face基础:驾驭Transformers 130
5.1.1 Hugging Face介绍 130
5.1.2 访问模型的方式 131
5.1.3 用Transformers访问模型 132
5.2 中文基准测试:窥探性能 143
5.2.1 数据集组成与构建方法 143
5.2.2 大模型性能评估指标 144
5.2.3 CLUE任务与数据集简介 144
5.3 实现情感分析模型:探索情感世界的大门 146
5.3.1 环境搭建与数据准备 146
5.3.2 数据探索性分析 149
5.3.3 数据预处理 154
5.3.4 模型训练与评估 158
5.3.5 Early Stopping机制 166
5.4 情感分析模型的微调分析:情感的微妙之处 167
5.4.1 查看模型预测的结果 167
5.4.2 总体趋势可视化分析 169
5.4.3 分析模型预测出错倾向 171
5.5 指令微调策略:Instructing Tuning 173
5.5.1 学习数据的获取 173
5.5.2 创建学习数据 174
5.5.3 执行指令微调 175
5.5.4 语句生成 177
5.6 发挥硬件极限的微调:策略与技巧 178
5.6.1 AMP深度学习优化策略 179
5.6.2 梯度累计策略 181
5.6.3 梯度检查点 182
5.6.4 LoRA微调策略 183
5.6.5 LoRA微调实现 185
5.6.6 QLoRA信息压缩策略 190
5.6.7 提示微调的策略:平衡成本与性能 193
第6章 大语言模型核心实践 196
6.1 RAG:使用搜索生成语句 197
6.1.1 什么是RAG 197
6.1.2 构建矢量数据库 198
6.2 LangChain库:基础入门 203
6.2.1 LangChain介绍 204
6.2.2 LangChain基础库 204
6.2.3 LangChain核心组件 206
6.3 基于开源LLM构建RAG问答系统 210
6.3.1 什么是QA系统 210
6.3.2 构建开源RAG 213