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第二十二章 打死"本来在那儿":两种解读、失败的发现学读法,与三处解释不了

两种解读,两千年不可判

面对任何一样成形的东西——一条规律、一个概念、一种能力、一门学科——可以有两种读法。

发现学读法:它本来就在那儿,只是我们从前看不见。开普勒定律在开普勒之前就成立,元素周期律在门捷列夫之前就成立,语言的语法结构在语法学家之前就在运转。人做的事是照亮:换更好的工具、更细的测量、更聪明的方法,把原本存在而未被看见的东西显出来。在这种读法里,认识活动的全部价值在于接近——离那个早已在那儿的东西更近一点。

发生学读法:它是在特定条件下被造出来的。条件不同,成形的东西就不同;不是我们看得准不准的问题,是它根本不会是同一个。人做的事不是照亮,是参与形成。在这种读法里,认识活动的价值在于条件的组织——把什么放在一起、按什么顺序、在什么约束下推进。

这两种读法的争论不新鲜。它在哲学史上换过很多名字:实在论与建构论、发现与发明、自然类与人为分类、真理符合论与真理融贯论。争了两千多年,没有一方被真正判出局。

原因不是双方都有道理,而是双方在绝大多数场合读数相同。

给定一个已经成形的东西,两种读法给出的解释都能覆盖全部已知事实。一条定律被找到了——发现学说”它本来在那儿,被找到了”,发生学说”在那一组条件下它被形成了”;两句话面对同一份材料,没有任何观测能把它们分开。差别只在反事实上:如果当初条件不同,会不会得到另一个东西?发现学说不会——真理只有一个;发生学说会。

而反事实恰恰是历史不提供的东西。科学史只发生了一次。我们不能把十七世纪重跑一遍、只换一个初始条件,看看会不会长出另一套力学。没有对照组,就没有裁决。

因此两千年的僵局不是逻辑上的僵局,是材料上的僵局:这场争论需要一个可以重跑的案例,而人类史上从来没有过。

本文要说的是:现在有了。


大模型的通行解读是发现学解读

大模型出现之后,关于它”到底在做什么”,通行的解释很快定型,而且几乎所有版本都是发现学的:

这些说法的共同语法是:有一个东西本来在数据里,训练把它取出来。规律在语料中,特征在分布里,结构在语言中;模型是一台越来越好的提取器,规模越大提取得越干净。

这个解读极其顺手,因为它把一个全新的事物接进了一套现成的叙事——望远镜式的叙事。更大的镜片看得更远,更大的模型学得更准;改进的方向是提高分辨率,失败的原因是分辨率不够。

本文认为这是一种失败的发现学解读。

说它失败,不是说它的每一句话都错。统计确实在起作用,分布确实被拟合,规模确实带来提升。说它失败,是指它把一件构成性的事说成了提取性的事,而这个错位有可观测的后果——它在三处给出错误的预言,本文下一章逐条处理。

先把两种解读在大模型上的分歧写清楚,以免后面争论走形:

发现学解读 发生学解读
训练在做什么 从数据中提取早已存在的规律 在一组条件下形成一套结构
数据的地位 规律的容器 形成过程的材料之一
训练路径的地位 通往同一终点的不同走法 终点的构成部分
初始条件的地位 噪声 条件
规模增大意味着 提取得更干净,越来越接近那个东西 形成得更稳定,但仍是被形成的
不同训练得到的模型 对同一目标的不同近似 不同的形成物
差异应当怎样处理 降级为误差、平均掉 当作读数、去刻画

最后一行是全部分歧的落点。发现学的标准动作,是把结构性的差异降级为噪声。这个动作在物理测量里是对的——同一根棒子量十次,差异确实是误差。问题在于,它被无条件地搬到了一个未经检验的新场合。


发现学解读在三处解释不了

3.1 初始条件依赖

同样的语料、同样的架构、同样的超参数,只换一个随机种子——改变的是参数初始化与数据顺序——训练出来的两个模型不是同一个模型。它们的参数不同(这不奇怪),但更要紧的是:它们在某些具体的能力上、在某些探针上、在训练过程中相变发生的时刻上,会呈现可辨的差异,而且其中一部分差异不随训练进行而消失。

发现学解读对此只有一种处理方式:这是优化噪声。目标函数只有一个,最优解在数据里,不同种子只是从不同的起点下山,落在同一个盆地的不同位置;差异属于”实现细节”,不属于”模型学到了什么”。

这个处理有一个隐含承诺,而且是可检的承诺:差异应随规模和训练量单调收敛到零。如果本来在那儿的东西只有一个,而模型越大提取得越干净,那么两个提取得都很干净的模型之间就不该剩下系统性的差别。

承诺一旦写出来,就变成了可以判负的东西。本文第二十三章把它做成预注册。

3.2 数据顺序依赖

比种子更尖锐的是顺序。同一个语料集合,只改变样本进入的顺序,结果不同。

这一条对发现学解读特别难办,因为顺序不改变数据中包含的信息。集合还是那个集合,统计量还是那些统计量,分布还是那个分布。如果训练是在逼近数据的分布,那么呈现顺序在原则上不该有系统影响——正如你从袋子里按什么次序把球拿出来,不改变袋子里球的比例。

而实际上顺序有影响。课程学习之所以是一个研究方向,预训练数据配比与阶段安排之所以被当作核心机密,正是因为同样的材料,按不同顺序喂进去,长出来的东西不一样。

发生学对此不需要任何补丁:顺序就是差异序列,差异序列是构成性的,所以它当然影响成形物。发现学则必须解释”为什么取球的次序改变了袋子里的比例”——而这句话本身是自相矛盾的。它现有的答案是把顺序归到优化动力学(路径依赖、鞍点逃逸、隐式正则),但这个答案等于承认了路径进入了结果,而这恰恰是发生学的主张。

一个解读如果只能靠承认对方的主张来自救,它已经输了那一局。

3.3 能力出现位置的不可预告

第三处是最被谈论、也最被误解的一处:新能力在训练过程中出现的位置与形态,不由目标函数写明。

目标函数是下一词预测,从头到尾没变过。而在训练的某些区段上,模型开始能做一些此前完全做不了的事。这些能力不在目标函数里,不在架构设计里,也不在任何人的规划里;它们出现的时刻在事前不可靠预告,事后可以被描述。

需要谨慎:关于”涌现”是否为度量假象,学界有实质争论——换一个连续的度量,很多看似突变的曲线会变平滑。本文不依赖”突变”这个说法。本文只用一个更弱、也更难反驳的版本:

能力的清单不是从目标函数推出来的。

没有人能从”最小化下一词预测损失”这一条出发,事先列出一个模型将会具备哪些能力、不具备哪些能力。这个清单只能在训练完成后,靠试出来。

发现学解读必须说:这些能力本来就在语料里,只是被提取出来了。那么请问,“在语料里”是什么意思?语料是一堆字符串。说某项推理能力”在语料里”,实际上说的是”存在某种结构,使得在这个语料上按这种方式训练会产生这种能力”——这句话已经把训练方式写进去了,它是发生学的句子,不是发现学的句子。

发现学在这里付出的代价是:它只能在事后把成形物读回数据里,而无法在事前从数据预告成形物。一个只能事后追认的解释,解释力为零。

3.4 三处的共同结构

三处指向同一件事:

D(训练路径:初始条件、顺序、阶段)进入了 S(成形的能力结构),而不只是影响到达它的速度。

发现学必须把 D 当作通往同一终点的不同走法;发生学把 D 当作终点的构成部分。这就是下一章要做的事:把这句话写成一个可判的题面。


© 德麦国际出版社 · 王德生《AI 时代教育的认知变革》· ISBN 979-8-90690-096-8