以下所有内容均为AI幻觉和深夜鬼脑,权当记录和乐子,还请看官口下留情,博主学识浅薄,正在拜读论文,多处不自量力和民科之处,还请海涵
昨日夜间突发奇想,我们现有的主流大模型具有一个令人棘手的性质,是什么呢,所谓的不可解释性,做图像识别的CNN,做大语言模型的transformer啥的,内部大批参数是个黑箱,可以得到不错的结果,但是往往难以解释,导致ai很多论断是不可解释的,难以信服的,在医疗行业和金融、法律等需要可信依据的方面ai目前处于一个困境,更有system1到system2发展的一个瓶颈。(以上来自百度)我们知道神经网络之所以叫这个名字,是因为某种程度上来说模拟的是我们神经元的工作原理,我们得到决断其实也是靠一个多层感知机模型(当然要复杂的多),那么鉴于模拟人脑决策,我认为,神经网络其不可解释性其实本质上是一种“直觉”,就如同我们看到一副图片,马上能辨认出“这是一串葡萄”,很多时候我们做决定反而是在仔细推测之前,产生这个直觉的过程也是一个黑箱,我们“不假思索”地认为这是一个“葡萄”图片,因为给了我们一个葡萄的“印象”。我们把这个“印象论”推广到传统的CNN识别,其实我们可以这样说,我们用训练好的模型是为了对识别对象产生一个“直觉”,也即‘“直觉模型”,而直觉本身是一种不可解释的感觉,不可解释是使用神经网络的必然结果,是“直觉模型”的固有属性。模型的不可解释不是这个模型的错误,而是我们将其置入了错误的层级。
当然这个论断胡言乱语成分很高,包括许多不成熟的想法,我还是继续展开讲讲吧。
“直觉模型”+“推理模型”
我们不妨再次回顾一下刚才所说的,人辨识一张葡萄图片的过程。首先,产生一个“直觉”,它看起来像葡萄,这是我们已有的经验的一个第一印象,然后这里并不是结束。接下来,我们会在进行一个逻辑推断,也就是注意更多的细节。“有葡萄叶、葡萄藤、紫色椭圆形、有‘白霜’”,我们会进行进一步的推理,最后确信这就是个葡萄。而CNN直接的识别,跳过了逻辑步骤。(或者说,其把逻辑推理步骤在隐藏层极高度地抽象了,导致逻辑步骤也一并成为了黑箱模型),所以说,产生直觉后并不应该是结束(尽管实际上在现实生活中,直觉已经足够好了,这也正是CNN识别的有效性,它长得很像葡萄,那它大概率就是葡萄),接下来还要有逻辑推理的步骤。在神经网络产生结果,再用决策树、符号学习等白箱模型对其进行逻辑推理,这样才能得到接近人脑思考的“学习”过程。
“宏观直觉”和“原子直觉”
有细心的朋友们会注意到,不对啊,人的直觉并不是不可解释的,我们虽然能一眼认出这个是葡萄,但进一步我们是可以解释的,因为葡萄藤、藤蔓、紫色果实所产生的整体印象……没错,这里提到了很关键的一点,我刚才直接认定人的直觉和神经网络一样是个完全不可解释的黑箱,实际上并不是,也远远没有这么简单。所以这里,我再引入两个概念,原子直觉和宏观直觉。
- 宏观直觉 是我们产生的很快,但实际上可以解释的直觉。例如刚才我们对葡萄直觉的拆分。不过,我仔细查看这个“解释”的本质,我们不是在诠释一个概念,而是再用另一个低级一点的直觉去解释高级的直觉。“葡萄”=“绿叶”+“紫色”+“藤蔓”,这当然是一种解释,但我们还可以继续追问,怎么判断这里有“绿叶”?为什么认为这是“藤蔓”?凭什么认定这是“紫色”?任何一个“宏观直觉”,都可以形如这样不断地解释下去,最后达到最小的“直觉”,这也就是我说的“原子直觉”
- 原子直觉 是什么呢?例如,在欧式几何上任何的证明和定理,最后都会源自那几条公理,这几条公理没办法再追问“为什么”,因为它规定如此,这就是我们说的“原子直觉”。我们日常生活中无论是识别、判断之类的任务,本质上都存在原子直觉这一最底层的感知,所有的加法建立在1+1=2,可人们不会再去追问这个感知的原因(至少对普通人来说如此)。因此我们可以发现,原子直觉是存在的,确确实实存在一个无法解释的底层感知,而我认为我们应该做的,就是用不可解释模型去模拟这些原子直觉的产生过程,再加以组合,进而得到我们想要的“可解释性论断”,让整个模型变得透明。
“相对原子直觉”
更细心的朋友们会知道,哪有那么复杂,什么原子直觉,一般人思考不会追问到最底层去吧?没错,正是如此,如果我们要让模型从最底层开始学习显然是不可能也不现实的。下面我们用一个例子来解释一下一个新概念:还是刚才的葡萄解释问题。我们对“怎么判断绿色叶子”这一点,普通人一般来说就到此为止了,“因为这个形状这个颜色就是葡萄的叶子”,但植物学家或者之类的专家还能提出,因为它是单子叶双子叶、有网状纹巴拉巴拉之类的,还能继续解释下去。因此,“这是葡萄叶”这个感知(或者用我的话来说叫“直觉”)显然不是原子的,但是普通人会因为没法解释就认定这个感知不可靠,不能使用吗?显然不是!由此我们可以得到一个新的论断——
- 一个直觉并不需要完全“原子”也可以作为推导起点
- 对不同人来说有不一样的推导起点,可解释性的层级因人而异
综上,我提出一个名为 “相对原子直觉” 的概念。并再用一个例子来解释这个概念我们用若干个已经训练好的不可解释模型,用于判断画面中的葡萄、苹果、香蕉…,并有一个逻辑推导的模型来组合这些感知结果。用整体识别一张图片,识别结果为“果园”。并给出解释:有葡萄、有苹果、有香蕉…,认定这是个果园。这个模型是一个可解释模型吗?是的!因为我们并不是那么纠结于为什么识别出葡萄!这里的实现变得相对无关紧要了!这时候,产生的“这是葡萄”直觉,就成为了“相对原子直觉”。
相对原子直觉,正是用于描述这样一个在当前语境和要求下无需进一步解释的直觉,对于这个任务目标来说,这个感知的产生过程变得不再关心,足够“原子”,而我们只在乎正确率。神经网络等黑箱模型,正是用于产生相对原子直觉的模型。我们不应该苛责CNN不能解释,而是因为我们错误的在某个层级使用了黑箱。就像刚才所说,同样是识别葡萄,在果园识别模型中,是一个可接受的原子直觉,在葡萄识别模型中,就是不可接受的了,因为它不能够解释。因此,我斗胆提出两个论断:
- 黑箱是向下的,而向上总是透明的。
- 黑箱的原罪不在于其不可解释性,而在于其所在层级不可接受
解释性边界
正如刚才所说,我们并不需要无穷无尽地向下追问为什么,而是存在一个边界,规定怎样的直觉是“相对原子直觉”,大家上学时都有这种感觉:同样一道数学题,给学霸们讲题和相对没那么霸的同学讲题要解释的边界是不一样的,“这两个三角形全等”对与大学霸来说够了,而对于小学霸还需要告诉他“SAS”之类的解释。这个“解释到什么地步就无需再解释了呢?”就是我说的“解释性边界”。大家容易发现,解释性边界是因人而异、因任务而异的,而我们想设计的解释性ai也应该是特化的,根据不同的用户、目标、任务划分不一样的解释性边界。追求“完全可解释的ai”不太现实,倒不如主动划定“解释边界”,然后用向下拆解的方法来逐步逼近!
当然这时候大家会觉得,博主你说的什么玩意,这不是显而易见的常识么?再说就算你说的是对的,有啥子用呢?哎!那么我再最后延伸思考一下————
“拆解黑箱”和“主动学习”
我们不妨回忆一下自己的学习进程,或者说是人类的研究的一个方向,学习动力从何而来?其实我们很少是由自下而上的动力,很多时候是“自上而下”的。在牛顿被苹果砸之前,东西会往地上掉是个“原子直觉”,不为什么,就是会往地上掉,直到牛顿去思考这件事情,我们才发现,东西往下掉不是“原子”的,其下是万有引力定律这个更原子的概念。我们用葡萄叶葡萄藤葡萄果去识别葡萄,或许有天会因为果实是紫色的这一简单直觉,犯了错误,把桑葚和葡萄搞混了,我们更进一步思考,葡萄果到底怎么分辨呢?于是我们不只是作为一个黑箱,我们去试图拆解这个黑箱————进一步加深了认知。我斗胆断言,主动学习的基本动力之一就是拆解黑箱,现有的现象和应用,仅仅认为“就是如此”已经不够用了,于是我们试图去理解自己为什么产生这种黑箱直觉————这就是主动学习的基本模式之一。
碎碎念
本人才疏学浅,以上均为个人臆想,缺乏实践检验和学习过程,如有可笑之处,还望海涵,自知天赋平平、仍自信过头地写出这篇文章,希望除了占据服务器空间之外,还能派上些许用场。