Foundations of Deep Learning

📘《深度学习的理论基础:理解可泛化性的奥秘与挑战》

🔍 为什么深度学习效果如此惊人?我们真的理解它吗?

深度学习已在图像处理、自然语言处理与音频分析等多个技术领域掀起革命,其出色的泛化能力更是令人惊叹。然而,这种能力却如同“云雾”般笼罩着传统的复杂性理论:过度参数化的神经网络让许多既有理论工具失效,引发了研究者对其在安全关键领域(如自动驾驶与医学诊断)应用的严重担忧——因为哪怕是轻微的算法失误,也可能带来致命后果。


📚 本书亮点:

本书系统性地探索了深度学习“神奇”泛化能力的理论根源,聚焦于两大研究路径:

  1. 规模无关的复杂性度量(Size-Independent Complexity Measures) 通过评估“实际可学习”的假设复杂度,而不是整个假设空间,建立对深度学习可泛化性的理论解释。
  2. 优化算法与损失几何的建模分析 从深度学习主流优化方法——随机梯度下降(SGD)出发,利用随机微分方程损失函数几何特性进行建模,揭示了过度参数化竟然能带来“好”的优化结构与学习路径。

此外,本书还系统地探讨了泛化性与伦理安全问题的内在联系,包括:

  • 隐私保护与泛化性的协同关系:好的泛化能力往往意味着更强的隐私保护能力;
  • 对抗鲁棒性与泛化能力的张力:更强的鲁棒性模型有时会牺牲泛化性能。

📖 阅读本书,您将获得:

  • 当前深度学习理论研究的全景视角
  • 如何运用理论指导算法设计的实践启发
  • 泛化性、安全性、鲁棒性三者之间的深层联系
  • 对未来研究方向的理性思考与展望

👩‍🏫 适合读者群:

本书面向具有以下基础知识的技术读者与研究者:

  • 微积分与线性代数
  • 概率论与统计学
  • 统计学习理论

尤其适合从事机器学习研究、AI系统开发、安全算法设计、理论计算机科学等方向的研究生与从业者。


📌 在AI时代的浪潮中,本书为理解深度学习的底层原理提供了必要的理论基石,也是探索安全可信AI不可或缺的指南。


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