第172章 科研上的意外!
“就按这个方案改,今晚就跑!小张,你带两个人改前向传播的代码,每个批次重新采样,保留概率0.5,小吴,把对照组的配置原封不动复制一份,除了屏蔽策略其他什么都别动,我要干干净净的对比实验!”
代码改起来不难,难的是等。
训练要跑十几个小时,工作站的风扇声从傍晚一直响到后半夜。
林晨让人从系里搬来了几张行军床,结果一晚上没人躺,所有人轮流盯着损失曲线,跟产房外面等消息的家属似的。
凌晨两点,训练集损失稳步下降。
凌晨四点,验证集准确率开始爬坡。
早上七点半,最后一轮迭代结束,测试脚本自动跑完,结果打在屏幕上。
盯着屏幕的研究员揉了揉眼睛,以为自己熬夜熬出幻觉了。
“林老师!”
林晨从椅子上弹起来,三步并两步冲到屏幕前。
对照组:训练集准确率99.2%,测试集71.4%。
实验组:训练集准确率94.8%,测试集82.6%。
测试集准确率,拉高了11.2%!
背答案的毛病,被治住了!
“真成了!”
实验室里发出一阵欢呼,林晨激动得在实验室里来回走,一边走一边掏手机,拍下结果截图,发给漆昊,配了一段感叹号密度高到没法看的文字。
“终于找对方向了!按照这个迭代趋势,我们很快就能突破瓶颈!”
接到消息的漆昊,倒是没有多兴奋。
他总觉得哪有不对劲的地方。
来到实验室后,漆昊说了自己的想法,林晨宽慰他说:“漆老师,你多虑了,现在模型泛化能力大幅提升,过拟合问题基本解决,后续只要微调参数,优化迭代策略,模型效果只会越来越好,不会有任何问题。”
“你放心,我们对你有信心。”
漆昊心累。
你们先别这么有信心。
他说出了自己的顾虑:“我认为,现在只是浅层网络的短期假象,这套随机失活方案,能缓解浅层,中层网络的过拟合问题,但无法完全解决深层网络的结构性缺陷。”
“我们现在只用了二十多层网络,效果看似完美,一旦继续堆叠层数,往五十层、六十层的深度网络推进,新的问题会彻底爆发。”
漆昊的担忧其实源于自己此前的研究项目,喀秋莎量化算法。
之前漆昊研发喀秋莎量化程序时,尝试基于卷积神经网络,让程序能有完整的价格形态表征学习能力,实现自动化、高精度的时序特征识别和预判。
但是这段时间,他觉得模型存在缺陷,无论怎么调参优化,深层特征提取始终存在偏差。
直到此刻破解浅层网络过拟合难题,他才找到了问题。
随机失活只能打破浅层神经元的协同适配,却无法修复深层网络堆叠后的梯度消失,特征退化问题,层数越深,模型畸变越严重。
为了验证自己的预判,当晚回到住处,漆昊第一时间调出喀秋莎量化程序的后台训练日志和运行数据。
后台海量的迭代记录清晰显示,程序在浅层网络训练时,特征识别,数据拟合,泛化预判全部正常,可一旦网络层数突破四十层,时序特征提取精度开始持续下滑,叠加到五十层以上,误差直接指数级暴涨。
果然和他预判的一模一样。
问题根本没有彻底解决,只是被浅层网络的完美数据暂时掩盖了。
接下来的数日,漆昊每天准时到访实验室,全程跟进深度网络的堆叠迭代实验,实时观察数据变化。
初期迭代依旧向好,众人的信心不断攀升。
可当团队按照既定节奏,将网络层数稳步堆叠到五十六层时,恐怖的反转如期而至。
原本稳步攀升的测试集准确率,瞬间断崖式暴跌,从89.2%直接跌落到68.7%,比优化之前的老旧模型还要拉胯!
不仅过拟合问题死灰复燃,还新增了严重的特征退化,梯度消失问题,模型整体性能全面出问题。
实验室里所有人笑不出来了。
妈耶,他们这叫慢工出烂活吗?
明明很仔细了,为什么还会出现这么大的问题!
该不会是他们操作上有失误吧!
漆神这种大佬都来指点了,他们居然还出了问题?
这下好了,大佬带都带不动他们,看来朽木都未必有他们难雕。
漆昊在旁边也无语。
他的担心真的变成了现实。
他们训练的网络跟宋师兄的女儿一样,补课越多,成绩还越差!
林晨还记得自己当初信誓旦旦在漆昊面前劝说的模样,现在看来,简直是大型社死现场。
人家都说模型会有问题了,他还不信。
现在好了,问题真出来了。
“漆老师,目前有什么方法解决吗?”
漆昊说:“暂时没想到,不过实验可以继续,多跑一些数据出来。”
林晨点头,安排研究生们去做了。
可惜一连好几天都什么进展。
这天,漆昊看完实验数据后,依然没有找到灵感。
林晨看着漆昊一直坐着,犹豫再三,最后还是走过去说:“漆老师,放松一下吧。”
“科研这东西,有时候就跟便秘一样,越使劲越出不来,不如先起身走两步。”
“正好今晚深度学习圈子有个小范围私宴,都是国内做深度网络,正则化迭代的核心教授和骨干学者,没有外人,纯粹是业内交流。”
“大家都想趁年底碰一碰,聊聊最新的研究进展,他们也想邀请你,如果你愿意的话,我们一起去坐坐?”
漆昊:???
您能先别说便秘,再说吃饭的事情吗?
这俩放在一起,冲击力挺强的。
不过他想了想,连续几天泡在枯燥的数据和迭代日志里,他确实没找到什么头绪。
适当脱离实验室环境,没准儿能跳出固有思路,找到新的突破口。
而且这种顶尖学术圈子的私下聚会,往往能听到公开论文,学术会议上看不到的行业风声,对眼下的瓶颈突破未必是坏事。
于是漆昊同意去了。
晚上七点,城中高端私宴包厢。
到场的人不算多,但这里坐着的人都算是国内深度学习领域里有些名气的人。
除了林晨教授,还有清大的朱教授,浙大的高教授等人都来了。
众人都知道漆昊的实力,他出现后大家纷纷主动打招呼,态度一个比一个好,没有丝毫长辈架子。
吃了一会儿,他们闲聊的话题也从日常琐事落到了最核心的学术前沿上。
朱教授这个时候抛出了一个消息:“跟大家同步一个圈内刚传出来的内部消息,不算正式官宣,但可信度百分百。”
“上周斯坦福大学人工智能实验室,举办了一场闭门非公开学术沙龙,仅限全球顶尖课题组负责人参与,不对外公开,不录视频,不发会议摘要。”
“有人私下带回了消息,说他们团队已经攻克了深度网络层数堆叠的核心难题。”大家瞬间惊讶了起来。
在场都是深耕深度学习多年的研究者,没人不清楚这句话的意思。
他们目前都遇到过梯度消失,特征退化,准确率断崖下跌的问题,谁能率先突破这个难题,谁就能直接拿下本年度深度学习领域的最高话语权。
朱教授看着众人震惊的神色,继续补充道:“对方团队不仅完成了百层级稳定网络的训练迭代,效果精度远超现有所有模型,目前他们开始申请专利技术,论文方面也已经准备投递了。”
一石激起千层浪。
包厢内一下响起议论,所有人的脸色都不太好看。
“彻底解决了?百层网络稳定迭代?这进度也太快了!”
“难怪最近国外相关领域的论文更新量骤降,原来是憋着大招呢!”
“坏了,我课题组今年的核心课题,就是深度网络层数扩容和稳定性优化,跟他们的研究方向高度重合,他们要是率先发刊,拿下专利,我们的攻坚就都白费了。”
“所以我今天把大家叫过来,就一个意思。”
“这种科研上的意外,发生了就发生了,各家手上的课题,能加快的加快,能收缩的收缩,别再想着大而全了,抢时间,抢窗口期,真被人家一锅端了,明年基金委那边,大家的日子都不好过。”
一圈人纷纷点头,交头接耳地商量起来,有人已经掏出手机给组里研究生发消息了,大晚上的,不知道多少无辜的研究生要开始享受007的美好生活了。
漆昊一直没说话。
等到讨论声稍微停了,他才开口问了一句:“朱教授,对方有具体的技术资料流出来吗?”
朱教授摇摇头:“闭门会,不让录音不让拍照,具体的资料没有,不过据当时在场的一个老朋友转述,对方团队的思路,是在权重初始化和层间归一化机制上做文章。”
“斯坦福这次的核心突破思路,主打深层权重自适应正则化重构,抛弃了传统随机失活的浅层优化逻辑,从网络结构底层修正特征退化问题。”
“不过具体的理论推导,算法公式和架构细节完全保密,对方闭口不透露半分,只展示了最终的实验效果,目前圈内没人知道他们具体是怎么实现的。”
众人纷纷皱眉,陷入沉思。
自适应正则化重构,听起来只是在传统正则化方案上做优化升级,可业内所有人都试过无数次,始终无法解决深层网络的结构性缺陷,根本达不到斯坦福展示的完美效果。
就在全场陷入沉默,所有人都满心焦虑的时候,漆昊出声了:“常规的自适应正则化优化,只能修正浅层,中层网络的权重扰动误差,无法解决深层堆叠带来的梯度链式衰减问题。”
“网络层数突破五十层后,反向传播的梯度会经过数十次矩阵乘法累积,哪怕单次衰减幅度极小,叠加后也会指数级趋近于零,必然出现梯度消失……”
“所以我认为按照现有理论体系,单纯优化自适应正则化逻辑,很难实现六十层以上深度网络的稳定正向迭代。”
朱教授说:“斯坦福那边是突破了理论局限,还是找到了全新的优化路径,这个我们都不知道,他们既然做出了成果,肯定是解决了这些死结。”
漆昊回答:“不清楚,有可能是新的数学建模思路,也有可能是重构了正则化的逻辑,具体细节没有数据支撑,无法下定论。”
他心里其实已经隐隐有了一个模糊的想法,这个想法和吉洪诺夫正则化有关系。
传统深度学习用到的L2正则化,只是吉洪诺夫正则化最简单的初级应用。
业内一直把吉洪诺夫理论当成老旧的基础数学工具,没人想到将其深度改造,适配深层网络的结构特性。
只是这个思路目前还很模糊,关键的数学推导链条存在断层,暂时无法形成完整的理论。
见他神色陷入沉思,在场众人都以为他也被这则重磅消息打乱了节奏,纷纷出声劝慰。
“漆老师你也别太有压力,科研竞争本就是如此,有抢先突破,就有滞后追赶,输赢都是常态,斯坦福底蕴深厚,资源顶尖,被他们抢先一步很正常,不用太放在心上。”
“是啊漆老师。”林晨连忙附和。
“我们本来就卡在瓶颈很久了,就算没有斯坦福的成果,我们也未必能短期内突破,放平心态,慢慢来,科研急不得。”
其他教授也纷纷宽慰:“基础研究从来没有绝对的输赢,就算对方抢先,我们后续跟进优化、完善理论体系,同样能做出成果。不用给自己太大心理负担。”
众人都以为漆昊是因对手抢先,课题可能作废而焦虑,却没人知道,他根本没纠结输赢!
他只是单纯卡在了理论推导的关键节点,征服欲上来了!
他们这种学霸,怎么可能会因为别人做出成果而情绪崩溃,破防呢?
就像是二战前夕,欧洲各国早早完成工业迭代,军备扩张,德国率先完成军事体系革新,横扫欧洲大陆,抢占所有战争先机,苏联在工业、军备、战备节奏上全面滞后,处处落后于人。
巨大危机下,斯大林也没放弃,他放弃什么。
这难道不是更刺激了吗?
漆昊正在思考,系统的声音响了起来。