第九编 反击与边界
“极小点集合本来就在那里。”
本章只问一句:
在哪里?以什么方式?
这不是一个刁难。任何一个主张某物先在的立场,都应当能够指出那个物在何处。第七十章讲过,彩票假说之所以是先在论最纯粹的工程表述,正是因为它给出了地址——一组初始权重的子集。那是一个可以被指认、取出、单独训练的对象。
而”极小点集合”这个说法给出的不是地址,是一个名字。本章逐一检查它可能的四个地址。
四个地址不是本书替对手拟的,它们是这个主张在逻辑上可能的落点:那个集合要么由材料决定,要么由目标函数决定,要么由装置决定,要么什么也不需要——因为它只是”一切可能”的一部分。
第一个回答是:那个集合由语料决定。不同的语料给出不同的损失景观,因而给出不同的极小点集合;路径在其中选一个,但选择的范围是语料划定的。
这个回答是三个里最实在的一个,因为它把先在的载体落在了一个具体的、可测量的对象上。
它的后果是可检验的。 若集合由语料决定,那么不同路径所到达的结果之间的差异,应当可以由语料的量写出来——n 元分布、主题分布、子集覆盖、某类内容在语料中的出现位置与频次。
这正是条款二形式二所测的东西:可归约份额 ρ,即路径间结果差异中可由 C、A、L 的量预测的方差份额。
判据照抄第五十六章:ρ 显著接近 1,这个地址成立,条款二判负;1 − ρ 有稳定的正剩余且不随规模上升,这个地址落空——有一部分结果的规定不是语料的函数。
要把话说公道:本书预期 ρ 的主体部分会很大。 这些模型确实在学同一批世界内容,它们之间相像的地方远多于不像的地方。争的从来不是主体,是那个剩余。第五十六章第四节已经写死了这个分寸:判决不需要 ρ 小,只需要 1 − ρ 不趋于零。
这个地址的现状:条款二未跑,因此本书对它没有任何读数。这是一张支票。
第二个回答是:那个集合由损失函数本身决定——“景观”这个对象是先在的,与谁来走它无关。
这是最常被默认的一个回答,也是最少被检查的一个。本节要指出一个被普遍忽略的事实。
在实际的训练系统中,损失景观不是一个独立于路径的对象。
分两层说。
第一层,较弱但已足够:在有限的训练中,被实际触及的只是景观中一条测度为零的带。说”全部极小点都先在”,与说”训练走过的那一小段区域先在”,在数学上都为真,但在经验上说的是两件事。前者关于一个从未被访问、也不可能被访问的集合;后者关于一段被实际走过的路。一个从未被任何路径访问的极小点,与它不存在,在本案中无法区分。
第二层,更硬:现代训练里被下降的那个函数,在训练过程中本身就在变。
数据次序改变每一步梯度所对应的那个批损失;批次构成改变它;学习率调度改变有效的下降动力学;而在多数实际流水线中被使用的数据重复策略、筛选策略、课程安排,直接改变了在不同阶段被优化的那个目标。
严格地说,被下降的不是一个函数,而是一族随路径变化的函数。
若如此,“景观先在”这句话就不再是一个数学事实,而是一个理想化假设——而且是一个在实际系统中已知为假的假设。
这一节必须补上它的限制,否则它会被用过头:
限制一:可以把上面那一族函数看作某个更大的、固定的函数在不同参数下的切片,从而把先在性恢复到那个更大的对象上。这个回退是合法的,但它把问题推到了地址三——那个更大的对象越来越像”一切可能”。
限制二:本书没有测量过这一族函数的变动幅度。第二层论证是从训练流程的构造得出的,不是从读数得出的。按本书的规矩,它是一条论证,不是一份证据。
限制三:这一层与第七十二章第七节那个观察是同一件事的两副面孔——那里说的是缩放律的指数依赖于协议,这里说的是被下降的函数依赖于协议。同一处事实,两处使用,不得计作两条独立证据。
第三个回答是常被用作最后退守的一个:那个集合存在于所有可能权重配置的集合之中。
所有可能的权重配置当然”存在”,正如所有可能的小说都存在于所有字符串的集合中。
这个回答不能被驳倒,因为它什么也没说。
拿这一种”在”去撑”知识是被发现的”,会得到一个谁也不愿意要的推论:托尔斯泰发现了《战争与和平》——理由是那部书一直躺在所有可能的字符串里面。
要把这个判断说得精确,需要一条一般原则,它在第七十五章第二节已经用过一次,这里正式立出来:
一个概念若对一切事物同样适用,它就不能用来区分任何两件事;而不能做区分的概念不能用来判案。
这个意义上的先在是免费的——不需要任何条件就能获得,也因此是无内容的——它不把任何一件事与任何另一件事区分开。在这个意义上,被造成的东西和被发现的东西同样先在,于是两千年的争论在这个地址上自动消失。
有人可能会说,这不正说明争论本身是虚假的吗?不。它说明的是:这个地址无法承载争论,而不是争论无法成立。前两个地址是能承载的——它们给出了可区分的后果。一个立场若只能退到第三个地址上才安全,它的安全是以放弃全部内容为代价买来的。
上面三个是这个主张最常被给出的地址。还有第四个,它比地址二更硬,也比地址三有内容得多,却更少被明说,因此放在最后单独处理。
第四个回答是:那个集合由架构决定。一个网络结构划定了它能表示的函数族;再加上优化算法的归纳偏置,可达的解就被限制在一个由结构决定的范围内。语料决定这个范围里哪一块被偏好,而范围本身是架构给的。
这个回答比前三个都强,理由有二。
其一,它落在一个完全可指认的对象上——架构是一份可以逐行读的代码,比”景观”具体得多,也比”可能性空间”窄得多。
其二,它与大量经验相符:不同架构确实有不同的能力边界,这在文献里是常识,也是架构研究本身的前提。
它的后果同样是可检验的,而且检验的设计并不复杂:若先在性落在架构上,那么固定架构、只换路径所造成的结果差异,应当可由架构本身所划定的那个范围来解释——具体地说,不同路径所到达的结果应当落在同一个由架构决定的子空间里,而它们之间的差异应当随着这个子空间被填满而减小。
在本书的记号里,这意味着可达集 Reach(C,A,L) 的形状主要由 A 决定,而路径只在其内部移动。条款一与条款二都能测到这件事的后果:若差异随规模衰减,说明子空间被填满;若可归约份额接近 1,说明差异可由 C 与 A 的量写出。
因此这个地址不需要新的条款,它落在已有的两条上。 这一点值得写明——一个更强的对手形态没有要求本书新增判据,说明第六编那三条条款的覆盖面比它看起来更宽。
但这个地址有一个它自己必须面对的问题,而且这个问题正是第七十章那一整章:若先在性落在架构上,那么彩票假说的原始形式就应当成立——中奖彩票由架构与初始化给定,在训练之前就在那里。而那一形式在规模上失效,修复的办法是把时点挪到训练开始之后。
于是这个地址被迫接受一个限定:架构划定范围,但范围内哪一块变得可达,取决于一小段路径。 而”一小段”有多长、它是否随规模趋于零,正是第七十章第七节那个尚无人回答的量化问题。
把四次检查并排:
| 地址 | 性质 | 本案中的处理 |
|---|---|---|
| 在语料里 | 可检验 | 条款二形式二,未跑 |
| 在损失景观里 | 在实际系统中是理想化假设 | 本章第三节,论证而非读数 |
| 在架构里 | 可检验,且最强 | 条款一与条款二,未跑;另见第七十章 |
| 在可能性空间里 | 免费,因而无内容 | 不能判案,退出 |
结论不是”先在论被驳倒了”。结论是:
先在论的可辩护形态,只剩下第一个与第四个地址;而这两个都是可测的。
这正是第七十五章第四节所说的那次压缩的完成。第二个地址若被坚持,它需要先回答”被下降的到底是不是一个固定的函数”,而那个问题本身是经验的;第三个地址被自己的空洞挡在门外;第四个地址站得住,但它必须接受第七十章那个尚未回答的时点问题。
由此得到本书对这一记的最终态度:本书没有赢下它,也不声称赢下它。本书做的是把它请到一个能拿数据说话的位置上。它在那个位置上完全可能赢——条款二判负,本书按第五十八章第二条让步,把核心命题降级,并承认判决未成。
一个能赢的对手,才值得被这样对待。下一章处理另一记,那一记攻击的不是本书的论证,是本书的现场。