IV · ML и нейросети ← Курс
Глава IV · фундамент

Погружение в машинное обучение и нейронные сети.

Не «как нажать кнопку», а как это устроено и откуда взялось. Что такое обучение машины, как из нейрона выросли глубокие сети, почему именно язык стал главным полем — и как одно появилось из другого. Глава соединяет алгебру и вероятность из прошлых глав с агентами из следующей.

∂Lобучение
1958→2017общая история
→LLMпочему язык
DISCERE нейросеть данные → модель ∑w·x
№ 00Машинное обучение

Не программировать правила, а выводить их из данных

Классическая программа — это явные правила, написанные человеком. Машинное обучение переворачивает схему: мы даём данные и цель, а правила (параметры модели) система находит сама, минимизируя ошибку. Формально это оптимизация: подобрать параметры $\theta$, при которых функция потерь $L$ минимальна.

$\theta^\star=\arg\min_{\theta}\ \mathbb{E}_{(x,y)\sim D}\,L\big(f_\theta(x),y\big)$

Отсюда три классических режима: обучение с учителем (есть верные ответы), без учителя (ищем структуру в данных) и с подкреплением (учимся по награде от среды). За всем этим — два прошлых языка курса: линейная алгебра (как считать) и вероятность (как мерить неопределённость). ML — это место, где они оживают.

Современная статистика, анализ данных и машинное обучение стоят на вероятностном аппарате Колмогорова. — мысль курса
⚇
Нейронные сети · коннекционизм

Из нейрона — в глубокую сеть

Нейросеть — это не «мозг», а параметрический аппроксиматор: слои линейных отображений, переложенные нелинейностями. Глубина даёт иерархию признаков.

RETISслои признаков вход → выходdeep входграниформыобъект
Ранние слои ловят простое (грани), поздние — сложное (формы, объекты). Сеть строит эту иерархию сама.

Так появились семейства под задачи: свёрточные сети (CNN) для изображений — учитывают локальность и сдвиг; рекуррентные (RNN, LSTM) для последовательностей — держат состояние во времени. Все они — частные удачные архитектуры одной идеи: учить иерархию представлений градиентным спуском.

↦
Общая история · что из чего

Семьдесят лет идеи

Нынешний ИИ — не внезапное чудо, а длинная цепь: каждая ступень выросла из предыдущей и из двух условий — данных и вычислений.

HISTORIA1943 → LLM идея → данные → вычисленияэволюция 1943нейрон 1958перцептрон 1969«зима» 1986backprop 2012AlexNet · GPU 2017трансформер сейчасLLM красное — «зима ИИ»; золотое — прорыв на данных и GPU
От модели нейрона до больших языковых моделей — цепь, где «зима» сменилась прорывом, когда совпали алгоритмы, данные и вычисления.
❄Идея и зима

Модель нейрона (1943), обучаемый перцептрон (1958). Затем разбор ограничений (XOR) в 1969 — и «зима»: идей хватало, не хватало способа обучать глубокое и ресурсов.

↑Оттепель и взрыв

Обратное распространение ошибки (1986) вернуло многослойные сети; LeNet и LSTM довели идею. А в 2012 AlexNet на GPU и больших данных (ImageNet) запустил эпоху глубокого обучения.

Решающим оказалось не одно изобретение, а совпадение трёх условий: рабочий алгоритм обучения (градиентный спуск + backprop), большие размеченные данные и дешёвые параллельные вычисления на GPU — те самые тензорные операции из главы об алгебре.

𝕃
Почему LLM

Трансформер и масштаб

В 2017 появилась архитектура «трансформер» с механизмом внимания. Сложив её с огромными текстами и простой задачей — предсказать следующий токен — получили большие языковые модели.

Почему именно язык? Во-первых, текста очень много, и он не требует ручной разметки — модель учит сама себя, предсказывая продолжение (самообучение). Во-вторых, язык — универсальный интерфейс: в нём выражаются и код, и рассуждение, и инструкции, и знание. Поэтому модель, хорошо предсказывающая текст, неожиданно умеет многое сразу.

CUR LLMсхождение три условия→ агенты трансформертексты (данные)GPU (вычисления) LLM агент
Трансформер + тексты + вычисления → LLM. А LLM в цикле с инструментами — уже агент (глава V).

Так выстраивается вся цепь курса: линейная алгебра и вероятность → машинное обучение → нейросети → трансформер → LLM → агент. Важно помнить трезвость: LLM выдаёт вероятное продолжение, а не истину; её мощь — в широте, а не в гарантии. Поэтому следующий шаг — не «больше слов», а дать модели инструменты и цикл.

№ 05Итог

Откуда что взялось — и куда ведёт

Мы прошли вглубь: ML — это вывод правил из данных через оптимизацию; нейросеть — иерархия линейных отображений с нелинейностями; история — длинная цепь от перцептрона к трансформеру, выстрелившая на данных и GPU; LLM — результат союза трансформера, текста и масштаба, где язык работает универсальным интерфейсом.

Но модель сама по себе лишь предсказывает. Чтобы она действовала — наблюдала, выбирала инструмент, доводила задачу — её помещают в цикл. Об этом следующая глава: LLM и агенты.

→Дальше — глубжеуглубления после основного курса

Серия ведёт к агентскому программированию; технические детали вынесены в углубления.

Углубление: трансформер и внимание в деталяхпосле основного курса Углубление: обучение — backprop и градиентный спускпосле основного курса Базовое введение в нейросеть (прошлый курс)читать →
Математика — царица наук. — К. Ф. Гаусс
→
Дальше по курсу

От модели — к агенту

Цепь привела к LLM; следующий шаг — дать ей инструменты, память и цикл.

№ 07Материалы

Опоры