《深度学习》作者:[日]今井睦美
内容简介
本书是深度学习真正意义上的入门书,深入浅出地剖析了深度学习的原理和相关技术。书中使用Python3,尽量不依赖外部库或工具,从基本的数学知识出发,带领读者从零创建一个经典的深度学习网络,使读者在此过程中逐步理解深度学习。书中不仅介绍了深度学习和神经网络的概念、特征等基础知识,对误差反向传播法、卷积神经网络等也有深入讲解,此外还介绍了深度学习相关的实用技巧,自动驾驶、图像生成、强化学习等方面的应用,以及为什么加深层可以提高识别精度等“为什么”的问题。
作者简介:
斋藤康毅
东京工业大学毕业,并完成东京大学研究生院课程。现从事计算机视觉与机器学习相关的研究和开发工作。是Introducing Python、Python in Practice、The Elements of Computing Systems、Building Machine Learning Systems with Python的日文版译者。
译者简介
陆宇杰
众安科技NLP算法工程师。主要研究方向为自然语言处理及其应用,对图像识别、机器学习、深度学习等领域有密切关注。Python爱好者。
前言
Preface
人们普遍赞同,在知识爆炸的时代,学习对于个人成长至关重要。然而,何为学习,人们的理解却是有偏差的。很多人一听到“学习”,首先想到的便是——在学校的学习。在学校,学习即记住老师所讲授的知识。然而,这只是一种狭义的理解。
本书从认知科学的角度来讨论“学习”这一概念。所谓认知科学,是一种以理解人类的大脑运动及其原理为目的的科学。研究内容包括:人们怎样理解并记忆来源于自身和他人的经验;记忆以何种方式存在于人的大脑中,又是怎样被调动出来的;还有,人类是怎样进行思考、解决问题、学习的;等等。
认知科学认为,学习的含义极其广泛,内容包括:运动、语言、数学、物理、棋艺、家务劳动、使用机械、演奏乐器等。在认知科学中,学习的研究对象涵盖了一切领域的所有种类的学习。
每个人都拥有自主学习的能力。举一个直观的例子——小孩学习母语,来具体解释:小孩在学习母语时,并没有老师专门教给他们语法和词汇,他们是通过自己推测听到的每个词的含义,进而找出词语组成句子的规则(语法)进行学习的。小孩在学习母语时,正是发挥了自己发现问题并进行思考、自行解决问题的学习能力。近来,“自主学习”正在逐渐成为教育领域的关键词之一。为此,了解小孩学习母语的过程,也有助于我们研究自主学习的概念。
虽然小孩在学习母语时,可以发挥出惊人的学习能力,但这并不意味着其他知识和技能都可以毫不费力地习得。无论小孩还是大人,在学习外语和数学时,都会经常遇到困难。那么,在何种情况下,为何会遇到困难,就成为研究“学习”这一概念的重要内容。
长期坚持做一件事情,就会逐渐熟悉并达到熟练的程度。初学者与熟练者相比,在行动上有着巨大的差距。一般情况下,说到“熟练者”,我们容易想到体育、艺术、棋艺、外语等专业领域的达人,他们的成就和能力是普通人无法企及的。而实际上,每个人都可以达到所谓的熟练阶段。学习就是一个逐渐熟练的过程。
熟练者不但行动敏捷,而且能够准确地做出判断。一开始可能没什么把握,但最终总会达到无须刻意也能又快又好地完成的阶段,即熟练。然而,熟练的过程并没有到此结束。比起又快又好又轻松地做完一件事情,还有更高级的阶段——其他人无法模仿的达人阶段。即使成了达人,也更应该继续学习,从而达到更高的阶段,努力创造出无人能及的独特风格。
那么,在逐渐熟练的过程中,学习者究竟有着什么样的心理活动,大脑中又发生着怎样的变化呢?过去,医生在治病的时候,往往采取的方式是:通过病人的症状来判断该吃哪种药,也就是所谓的经验疗法。如果能够明确病因的话,便可以更直接而合理地进行治疗,并加以预防。学习亦然。如果了解了学习的前因后果,就有可能实施更好的教育。
要了解学习的结构,则不能绕开“何为知识”这一问题。死记硬背的知识与活学活用的知识有何区别?能够很快应用的“活知识”有着怎样的性质,在大脑中以何种形式存在?人们为何能够学会活知识?本书摒弃了传统的知识观,从基于科学角度的新型知识观出发进行探讨。
最近,关于“解决问题的能力”“生存能力”“批判性思维”“自主学习”等话题不断涌现。至于这些话题究竟有着怎样的意义,以及怎样才能获得这些能力,目前为止尚未达成统一的意见。本书对这些问题也会讨论。
在本书中,你不会看到关于“怎样才能用最小的努力快速提高考试分数”这种问题的解答。何为“更好的学习”,答案因学习者不同的学习目的而异。以外语学习为例:在出国旅行时,学会购物或问路等特定场合的对话,和在工作中做到与外国人流畅地沟通,对于这两种目的不同的学习来说,更好的学习方式自然也有所不同。对于速成学习和穷尽一生学到精髓这两种学习来说,更好的学习的标准也是不同的。
本书并不会向你宣扬“让头脑变聪明”“简单而高效的记忆”等理念。有些短期内有效的学习方法适合用来应付下周的考试,然而这样便阻碍了培养自主思考学习的能力,长远来看是会产生副作用的。
实现更好的学习,首先需要明确自己的学习目的,思考最佳的学习方法,并坚持实践,做一个学习的探究者。本书将从认知科学的角度介绍人类的记忆和思考模式、内心和头脑里知识的存在方式、获取新知识的方法,等等,帮助您思考怎样更好地学习。而至于如何利用书中所提供的材料和线索,就因每位读者不同的学习目的而异了。