梯度下降:下山找最优
约 10 分钟
问题:怎么把损失压到最低
参数可能有上百万个,没法一个个试。梯度下降给了一个笨但有效的办法:看脚下哪边是下坡,就往哪边走一小步,反复走,直到平地。
蒙眼下山
想象你被蒙上眼放在山坡上,要走到谷底。你看不见全貌,但能感觉脚下的坡度:哪个方向下坡最陡,就朝那挪一小步;换个位置再感觉、再挪。只要步子别太大,总能摸到谷底。「梯度」就是坡度,「下降」就是往低处走。
数学一句话版本
每步把参数往梯度的反方向更新:。白话:梯度 指向「损失涨得最快」的方向,加负号就是「跌得最快」的方向; 叫学习率,就是步子大小。
学习率的讲究
步子太大,一脚跨过谷底,在两边的坡上反复横跳甚至越走越远;步子太小,走到地老天荒。调学习率是训练时最常拧的旋钮,d2l 第 11 章(优化算法)几乎一整章都在讲怎么把每一步走得更聪明。
常见误区
梯度下降找到的是「附近的谷底」(局部最优),不保证是全世界最低的谷。好在高维空间里到处是通路,这个笨办法实践里出奇地好用——这也是深度学习能成的原因之一。
练一练:玩「蒙眼找目标」:家长设一个点,你蒙眼、只许问「更近了还是更远了」,体会小步逼近。
小纸条
用「蒙眼下山」向家长讲清梯度、学习率和局部最优三个词。
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