本周,一篇关于神经网络内部结构的超长文章在AI圈里传开。作者Nick Cammarata是OpenAI可解释性团队的创建人。他在文章里给出一个和主流判断相反的结论:神经网络内部并没有那么混乱,大部分神经元其实只干一件事。
他给出的数字来自对Qwen3-32B的初步审查:在这一点上,约90%的神经元只对应一个明确的主导功能;另有约7%同时管两件高度相关的事;剩下的2%到4%,暂时还看不出清晰规律。团队说,万亿参数级的模型上也看到了类似现象,Kimi K3就在其中。
这个结论要放在过去几年的共识里对照才看得清。可解释性领域长期有一个被广泛接受的假说,叫叠加:模型的物理神经元数量有限,却要表达数量庞大的现实特征,于是只好把互不相关的概念压进同一组神经元。为了把混在一起的特征拆开,研究者训练额外的稀疏自编码器来做分解,Anthropic和谷歌DeepMind都在这个方向上投入了大量资源。
2023年OpenAI那项自动可解释性研究,是这个假说的代表性成果。团队用GPT-4去观察规模更小的GPT-2,生成自然语言解释,再检验解释能不能预测神经元的激活。按Cammarata的回顾,就算标准放宽,当年的工具能可靠解释的比例也只有1.7%左右。绝大多数神经元看起来同时在处理多个互不相关的概念,模型越复杂,内部越像一团死结。
新文章推翻的正是这个印象。最常被引用的经典案例,来自InceptionV1这个早期视觉模型里的一个神经元,它既认猫脸,又认汽车前脸。重新检查图片和连接关系之后,Cammarata认为当初看错了,这两者的共同点是形状上都带V形。这个神经元还响应V形火焰和狐狸脸,而圆形会把它推向负向。也就是说,猫和汽车是人的分类,网络找到的是跨越这些类别的形状规律。
文章之外还有一层方法论上的提醒。他指出,神经元未必像名词那样给物体贴标签,也可能像动词那样区分模式、把信息送往不同的下游回路。他提出一个叫递归泛化的机制来解释多义性:神经元从一个模式出发,长出相关的分支,分支再继续生长。团队还发现,一个被自动工具标成多义逗号神经元的单元,实际上和科罗拉多州有关,逗号只是模型汇总前文语境的位置。
有两句话必须补上。第一,这不是一篇经过同行评审的论文,而是作者个人的长文,结论有待学界检验。第二,90%和2023年的1.7%不能直接比,两次研究用的模型、工具和评估标准都不一样,连一项功能怎么定义都会影响统计。但它至少提出了一个值得重新看待的可能性:过去那么多神经元之所以读不懂,也许问题不在模型,而在我们观察它们的方式。
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