自去年11月ChatGPT上线以来，以前所未有的速度屡次刷新APP用户增速之余，“大模型”也开始进入人们的视野，乘上了发展东风，迅速成为科技圈的新宠。然而作为旁观者，在围观吃瓜的同时想必也会有疑惑，“大模型”究竟是什么，它为何如此神奇，AI 2.0时代真的能靠大模型开启吗？
一、何为大模型
2021年8月，知名AI科学家，斯坦福大学首位红杉讲席教授李飞飞，与其他上百位AI科学家，联名发表了一份研究报告《On the Opportunities and Risk of Foundation Models》，中文译名《基础模型的风险与机遇》，是学界对大模型的首次正式研究。而根据另一位知名的AI科学家，斯蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）的观点，模型是“一种将数据映射到可用信息上的工具，是我们用来探索和理解世界的一种方式。”
在机器学习和AI等领域，“模型”通常是指一种数学模型或计算模型，它可以从海量数据中学习出一些隐藏其中的模式或规律，进而对未来的数据进行预测，或生成新数据。现在常说的大模型之大，一般指内置的参数量数量级之大，比如GPT-3.5的1750亿参数。目前大火的，各种各样的类GPT产品属于大语言模型（Large Language Models，简称LLM）。之所以能以前所未有的速度火遍全球，除了归功于科技发展，还有个经常被有意无意忽视的原因在于，语言作为信息的载体之一主要依赖文字，而AI对文字的学习和处理能力相对简单，特别是以英语为主的型和语言，且发展时间也由来已久。1954年1月7日，美国乔治城大学进行的“乔治城-IBM实验”，成功将约六十句俄语自动翻译成英语，被后世视为AI介入语言处理与翻译的开端。虽然这次实验在几年后被人发现有失公允，但时代的潮流一旦开启就不会说停就停。
与大语言模型类似的，Midjourney，DALL-E等处理文生图的模型，通常是一个语言模型，负责将输入的文本转化为机器语言，再结合一个图像生成模型，负责生成图像，即目前各家企业常说的“跨模态模型”。类似的还有文生视频模型，这需要更强大的算力与更复杂的算法。
二、从AI到大模型
上世纪中叶，AI开始发展时有三种流派，其中之一为“联结主义”。这派观点认为实现AI的关键在于模仿人脑的神经元等结构，逐渐发展为现在常见的人工神经网络模型。从这个角度来说，大模型的出现并非偶然，而且人工神经网络在大模型中的运用非常普遍，二者有相互促进，共同发展的趋势。
人类的智能活动非常复杂，以语言为例，其中涉及大量的知识和推理。比如阅读文章时需要理解语句，识别其中的语法和语义，推断其中的逻辑关系，并将这些信息组合起来，最终形成整篇文章的意义。同样的，当进行对话时就需要理解对方的意图和情感，并在此基础上进行回应。大语言模型可以通过学习海量的文本数据，来模拟这些复杂的处理和推理过程，从而对这些任务进行建模和解决。这不仅有助于改进现有的自然语言处理（NLP）技术，还可以提供新的工具，用于更深入地理解和使用自然语言。通过发展AI来探索和了解人类智能的本质，这也是AI的初衷之一。
上文提到的研究报告《基础模型的风险与机遇》，其中也指出大模型将发展出“涌现”和“同质化”的特性。其中“涌现”代表某种系统行为是隐性推动的，而非显式构建的。对此，有个生活中常见的例子可以帮助理解：新生儿学会说话基本都是在一岁至一岁半，尽管很多时候都是不明所以的单字词。这种现象就可以视为人类语言能力的“涌现”。“同质化”则指模型的基本能力是智能表现的关键所在，任何一点改进都可能会迅速影响到同类型产品，但缺陷也可能会被下游模型或产品继承。回看最近半年多的发展，看看目前各家企业推出的大模型产品，不由得感慨李飞飞等人的先见之明。2017年，谷歌大脑推出Transformer模型，使深度学习模型的参数量突破了一亿的门槛，随后的BERT,GPT等大模型，都在铆足了劲加大参数量，GPT-3突破百亿，GPT-3.5的1750亿参数量都是其中代表。
要让大模型实现“涌现”能力，加大参数量似乎是唯一可行的办法，但质疑声也始终不绝于耳，比较有代表性的有“大参数能带来真正的智能吗？”“一本正经的胡说八道该如何改进？”“AI给出的医疗建议如何做到对症下药？”等等。不可否认的，大模型做到了早期预训练模型做不到或做不好的事情，比如过去NLP中的文字生成、文本理解、自动问答等下游任务。大语言模型不仅生成的文本更加流畅，内容的真实性也有了显著改善。当然，大模型最终能否走向“通用人工智能”（AGI）仍然不确定，只是目前来看，大模型的确有希望引领下一个重量级的AI赛道。
三、大模型的用途
虽然深度学习使很多通用领域的精度和效率得到很大改善，但是AI大模型目前仍有许多问题，最明显的莫过于模型的通用性不高，即大模型往往只能用于特定领域，应用到其他领域时即露馅成“人工智障”。即便如此，大模型依然大有用途。
1.模型碎片化，大模型提供预训练方案
目前AI面对的不同行业与业务场景非常繁杂，相关需求也呈现碎片化、多样化的特点。从开发、微调、优化、迭代到应用，大模型的研发成本极高，且难以满足特定需求，因此有人说现阶段的大模型研发更像是小作坊里的手动加工式产品。一家企业想要用AI赋能自身的业务，可能还要额外招聘懂AI的技术人员。对此困境，大模型可以提供一种解决方案，即“预训练大模型+下游任务微调”。大规模在预训练阶段即可有效地从海量数据中获得知识，通过预置大量参数并针对特定任务加以微调，极大地扩展了大模型的通用能力。例如在NLP领域，大模型通过预训练任务和部分下游任务的参数，在一定程度上解决了通用性的难题，可以被应用于翻译，问答，文本生成等自然语言任务，ChatGPT的能说会道也在很大程度上得益于此。
2.大模型具备自监督学习功能，降低训练研发成本
大模型的自监督学习方法可以减少数据标注，这在一定程度上解决了人工标注成本高、周期长、准确度不高的问题。由于节约了数据标准的成本，使得小样本的学习也能达到比以前更好的能力，并且模型参数规模越大，优势越明显，避免开发人员再进行大规模的训练，使用小样本就可以训练自己所需模型，极大降低开发与使用成本。数据标注依赖的人工成本非常高，而在移动互联网触手可及的时代，大量的未标注数据很容易获得。
3.大模型可能突破现有模型结构的精度局限
机器学习，深度学习发展早期的历程，乃至AI 1.0时代的发展历程，模型精度的提升主要依赖网络结构的发展与变革。但是，随着人工神经网络结构设计技术的逐渐成熟，且收效也趋于收敛，还想通过优化神经网络结构从而打破精度局限也将日益困难。谷歌2021年发布的视觉迁移模型Big Transfer，扩大数据规模即可提升大模型结构的精度，使用ILSVRC-2012(128万张图片，1000个类别)和JFT-300M(3亿张图片，1829个类别)两个数据集来训练ResNet50大模型，精度分别是77%和79%。另外使用JFT-300M训练ResNet152x4，精度则上升到87.5%。
前面提到的，语言作为信息的载体之一，AI处理起来相对容易，也因此目前大模型主要是以大语言模型为主。ChatGPT抛弃了“循环神经网络”（RNN）序列依赖的问题，采用了“注意力机制”的Transformer结构，使得类GPT的NLP能够在短时间内即演变出相当多的大模型，国内各家企业能在最近几个月内争相发布自己的大模型，这也是个不能忽视的原因。虽然不能保证AI 2.0时代真的就由此开启，但至少可以让我们对未来有惊鸿一瞥。
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