专家专栏,9集成电路近期动态

原标题:9/9集成电路近期动态

原标题:NLG ≠ 机器写作 | 专家专栏

原标题:量子诠释学论纲

允中 转自 百炼智能

量子诠释学论纲

编者按:NLG——自然语言生成,是近年AI领域最受关注的前沿方向之一,也是争议和论辩最激烈的领域之一,甚至去年还引发过2位AI大神的隔空激辩。

吴国林

但对于更多关注者来说,可能首要任务还是在于追本溯源,知道NLG究竟是什么?原理如何?能做及不能做什么?

作者简介:吴国林,华南理工大学哲学与科技高等研究所、科学技术哲学研究中心教授,博士生导师;叶汉钧,华南理工大学马克思主义学院博士生。广州 510640

所以我们推荐这篇不错的专家专栏,原作者是AI创业公司百炼智能——或者说他们就是NLG领域的纵深前行者,核心创始团队源自北大天网实验室,在AI领域从业多年,而且难能可贵的是,本文还是有技术有应用举例的科普佳作。

人大复印:《科学技术哲学》2018年 07 期

好了,一起开始学习吧~

原发期刊:《学术研究》2018年第 20183 期第 9-19 页

引子

关键词: 诠释学/ 量子诠释/ 公共阐释/ 量子力学/

2017年5月31日,包括 Aaron Courville(《Deep Learning》一书作者)在内的五位作者,在 arXiv 上提交了一篇论文《Adversarial Generation of Natural Language》,提出了一种新的基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks, GAN)的自然语言生成(Natural Language Generation,NLG)方法,在自动写诗这件事情上取得了非常好的效果,但这并不是重点。

摘要:诠释学作为一种研究方法,既适用人文学科,也适用自然科学。量子力学、量子信息理论等量子科学与诠释学相结合将形成量子诠释学。诠释具有确定性,这是量子力学的新、旧不确定原理的基本支持。量子力学诠释在于追求更好的理解力。量子力学诠释除了逻辑标准、经验标准,还应当有技术标准和信息标准。量子诠释学否定非理性、非实证、非确定性的诠释学观点,支持理性、实证、确定的诠释学观点。各种诠释并不平等,有优劣之分。诠释在于追求文本的原意或真,理解的标准是真、善与美的统一。量子诠释支持公共阐释的基本观点。

重点是,这篇文章引发了自然语言处理(Natural Language Processing, NLP)大神 Yoav GoldGerg和深度学习(Deep Learning, DL)大神 Yann LeCun 的论战。

一、引言

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Yoav 先是在 Twitter 上发了一篇推文表明自己不喜欢这篇论文的工作,之后又写了一篇Medium长文(图1)表达自己的观点:

诠释学的希腊文Hermeneutike、拉丁文hermeneutica、德文Hermeneutik、英文hermenentics,它们来源于赫尔默斯(Hermes)。在希腊神话中,赫尔默斯是一位信使,他来往于诸神与凡人之间,给人翻译和解释诸神的消息和指示。诠释学的基本意思是:关于传达、翻译、解释和阐释的学问或技艺。hermenentics一词有多种翻译。洪汉鼎认为,hermenentics译为诠释学,更符合学理一些。从语言学来看,interpretation(解释)更接近hermeneuein的翻译。①将hermenentics译为解释学也是适当的。中国港台地区用“诠释学”翻译。洪汉鼎说,按照德文学家的观点,interpretation至少有两个涵义:用德文表示为Erklrung和Auslrgung。Erklrung侧重于从原则或整体上进行说明性、描述性的解释;Auslrgung偏重于从事物本身出发进行阐发性、揭示性的解释,我们可译为“阐释”。②可见,interpretation既有从原则或整体上进行的说明性的外在解释的涵义,又有从事物自身内在阐发性的内在解释的涵义。简言之,既有外在解释,又有内在的自身的解释。

全球工业功率半导体市场预测:2018年市场规模将超100亿美元

“拜托你们这帮搞深度学习的人,别再抓着语言不放并声称自己已经解决语言的问题了!”,认为这篇论文并没有解决自然语言生成(NLG) 的问题。

从中文来看,“诠”,形声字。从言,全声。基本涵义为详细解释和阐明事理。而“全”,为完全、完备、完整、完美之意。“诠”字还有道理、事物的规律等涵义。笔者赞同将hermenentics译为“诠释学”,这就是说,诠释学不仅是对文本(对象)的理解和解释,还必须获得文本(对象)所揭示的道理和规律。

功率半导体是指在电子设备中用于电源转换或者电源管理的半导体。随着对节能减排的需求迫切,功率半导体的应用领域已从工业控制和4C领域,进入新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场。据数据显示,2017年全球功率半导体市场中,工业应用市场占比为34%,汽车应用市场占比为23%,消费电子应用占比为20%,无线通讯应用占比为23%。2016年全球工业功率半导体市场规模约为90亿美元,预计2018年市场规模将超100亿美元。到2020年,全球工业功率半导体市场规模达125亿美元。

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简言之,在笔者看来,诠释学就是对文本进行内在的、外在的说明、解释和理解的学问,还包括探索文本(对象)的内在规律。只有获得了文本(对象)的规律,我们才能更好地理解文本。

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YoavGoldBerg的 Medium 长文截屏(后来Yoav修改了这篇文章)

在中世纪,诠释学主要是《圣经》诠释学。近代科学革命以来,自然科学的实证性和有效性对人文学科提出了严重的挑战,人文科学是否具有自然科学那样的科学性和有效性呢?在德文中,精神科学是自然科学的对应词。为了给精神科学奠基,并与自然科学相区别,狄尔泰认为,自然科学与精神科学的方法的差别是说明(Erklrung)与理解(Verstehen)。“说明”是将观察和实验等个别事例纳入一般规律之中,采用因果解释方法。而“理解”是通过自身的内在的体验进入他人内在的生命,进入人类精神世界。即是说,精神科学是对世界的内在“理解”,不同于自然科学的因果说明。

第三代半导体器件制备及评价技术取得突破

随后,Yann LeCun 在 Facebook 上对 Yoav 的观点进行了反击(图2),然后又反复数个回合。

自然科学能否用诠释学方法,是存在争论的。著名科学哲学家波普尔不同意狄尔泰仅仅把诠释学局限于人文学科领域。他认为,人对事物的认识就是一种解释或注释,也是可能出错的,而且观察渗透着理论。理解既是人文学科的目的,也是自然科学的目的。

“十二五”期间,863计划重点支持了“第三代半导体器件制备及评价技术”项目。近日,科技部高新司在北京组织召开项目验收会。项目重点围绕第三代半导体技术中的关键材料、关键器件以及关键工艺进行研究,开发出基于新型基板的第三代半导体器件封装技术,满足对应高性能封装和低成本消费级封装的需求,研制出高带宽GaN发光器件及基于发光器件的可见光通信技术,并实现智能家居演示系统的试制;开展第三代半导体封装和系统可靠性研究,形成相关标准或技术规范;制备出高性能SiC及GaN器件。通过项目的实施,我国在第三代半导体关键的SiC和GaN材料、功率器件、高性能封装以及可见光通讯等领域取得突破,自主发展出相关材料与器件的关键技术,有助于支撑我国在节能减排、现代信息工程、现代国防建设上的重大需求。

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经过海德格尔和伽达默尔的改造,诠释学不仅关注文本,更重要的是关注存在。诠释学不仅是方法论的,而且从根本上就是存在论的(ontological)。在海德格尔此在诠释学中,这里的理解不是与“说明”相并列的一种认识方式,也不是要进入他人内心的精神世界,理解本身已经成为此在“在世”的一种基本方式,从而成为狄尔泰式“理解”和“说明”之共同基础的东西。理解就是与事物打交道。理解的最本真的方式就是在事物自身的运作中让自身被揭示出来。换言之,理解事物就是理解者(此在)以自己的存在方式让事物显现出来。如对锤子的锤性的理解,就是在锤子的使用中显现出来。理解就是解释,也就是把理解中筹划的各种可能性整理出来。或者说,理解既面向过去与现在,还面向将来,显现将来事物的可能性有什么。让现在的存在拥有未来的意义,就是一种理解。海德格尔的存在论就是诠释学。在海德格尔看来,存在是一种发生、展现的状态,也就是将存在自身通报出来,将信息释放出来,只不过这里用的不是语言,这就是存在论意义上的解释。存在自身展现出来,相当于用一种“存在式的语言”把存在的情形显示出来。理解与解释活动本身就是“此在”结构的展开,即人存在的一种历史过程。人的理解与解释活动并非是某种纯粹的智力活动,而是人的整个生存活动的一个部分。比如,人学习打羽毛球,就是一个从头到身体的理解,它是人的生存的一种状态。人的生存活动内在地规定着人的理解活动,而人的理解活动则是人的生存活动的历史性展开。

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Yann LeCun 在 Facebook 上的反击

既然诠释是存在自身状态的显示,那么,自然科学的对象(如微观客体)的存在状态展示出来,就是一种诠释。正如从事量子力学现象学研究的美国著名学者希兰(P.A.Heelan)所言,诠释学已成为指向存在的“强诠释学(strong hermeneutics)”,而不是仅指向狭义文本的“弱诠释学(weak hermeneutics)”。后现象学创始人伊德(Don Ihde)认为:“一方面,自然科学同样也与诠释学有密切关系,现在是解构‘狄尔泰分界线’的时候了;另一方面,在自然科学中所发展起来的独特的诠释学技巧,对于人文和社会科学来说,也有深层含意。”③一般来说,文字文本被认为是诠释学的标准文本,图像、雕塑等被视为“准文本”。但在伊德看来,由于技术的作用,自然科学中广泛应用的物质性诠释学在客观知识的制造,推动人类学、历史学、考古学等学科的发展优于文字诠释学。

年产1.2亿条蚀刻引线框架项目签约落户蚌埠高新区

引发这次争论的主题就是自然语言生成(以下简称 NLG),也是接下来系列文章里我们要讨论的主题。

目前,诠释学主要是对经典的、宏观的文本(事物)进行诠释。对于量子世界(量子文本)的诠释还不多,仅有国外几位学者在研究,而国内较少有学者进行此项研究,其中厦门大学曹志平对国外科学诠释学进行了较为全面的梳理,但对于量子世界的诠释学研究还没有展开。④诠释学应当是具有普遍意义的方法,它既能对宏观的人文现象进行诠释,也能对自然现象(自然科学现象)进行诠释;它既要对经典现象进行诠释,也要对量子现象进行诠释,以让人们更好地理解和利用量子现象和量子世界。

日前,年产1.2亿条蚀刻引线框架项目签约仪式在高新区举行。立德集成电路年产1.2亿条蚀刻引线框架项目总投资10亿元,总用地面243亩,计划分三期建设,首期投资4亿元规划建设2700万条蚀刻类引线框架和12000KK件冲压类引线框架生产基地。项目全部建成后,对培育和壮大该市电子信息产业,加快产业转型升级步伐将起到重要地推动作用。

何为 NLG?

事实上,量子力学是可以被诠释的(interpreted)。量子力学中有一个非常重要的量子力学诠释(interpretation)问题。量子力学的诠释,既是对量子世界的外在解释,又是对量子世界自身的内在解释,也包括因果解释。希兰(P.A.Heelan)认为,量子力学可以被诠释为在物理科学和社会科学之间的一座桥梁。他说,基于玻尔和海森堡精神,量子力学被诠释为物理对象。这些物理对象被揭示为定域的、社会的和历史的测量过程之内。量子力学测量的诠释学特点揭示出与诠释学的社会/历史科学的紧密的相似性。科学的诠释学分析要求从认识论态度转向本体论(ontological)态度。⑤本文将在更宽的意义上对量子现象和量子世界进行诠释,这里包括对量子力学和量子信息理论的诠释,笔者称为“量子诠释学”。量子诠释的根本目的在于认识量子世界、改造量子世界,并使人与量子世界和谐共处。

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提到 NLG,首先会联想到一个不知疲倦的机器人,可以每周7×24小时地奋笔疾书,产出各种各样的小说、情书、剧本、新闻、财报等各种类型的文字。

张江教授面对走上一条极端相对主义和虚无主义道路的西方的哲学和本体论诠释学,提出了积极的公共阐释论。他说:“公共阐释的内涵是:阐释者以普遍的历史前提为基点,以文本为意义对象,以公共理性生产有边界约束,且可公度的有效阐释。公共阐释具有以下六个特征:第一,公共阐释是理性阐释;第二,公共阐释是澄明性阐释;第三,公共阐释是公度性阐释;第四,公共阐释是建构性阐释;第五,公共阐释是超越性阐释;第六,公共阐释是反思性阐释。”⑥笔者将研究量子诠释的基本特点与规律,进而审查西方的哲学与本体论的诠释学。本文的量子诠释研究将否证主流诠释学的非理性、非实证、非确定性等观点,支持公共阐释的基本观点。

石英掩模基板项目落户中德生态园

现实中,的确也有一些机器生成的书出版(例如用165行 Python 代码自动生成的书《World Clock》,由 Harvard Book Store press 出版 ),甚至在 Amazon 上有了一定的销量和用户好评(例如 Philip M. Parker 用机器写了一大堆书在 Amazon 上卖)。

二、诠释具有确定性

近日,青岛国际经济合作区(中德生态园)管委与芯恩投资、亨通集团在苏州签署了集成电路石英掩模基板项目合作协议。该项目拟利用芯恩(青岛)集成电路项目生产基地,自主研发生产集成电路核心部件之一的石英空白掩模基板,为芯恩(青岛)集成电路项目进行产业链配套的基础上,大力保障国内集成电路材料市场需求。项目计划总投资2.3亿元人民币,达产后预计将实现年营业收入12.2亿元。

但实际的 NLG,更多的是基于已有文本/数据/图像生成自然语言形式的文本,离真正的「机器写作」差的还很远。

20世纪中后期,随着后现代主义的兴起,一些人文理论,否定认识能够追求真理,否定对历史、文学等的确定性诠释,片面强调理解和诠释的无限开放与任意。在这些学者看来,这种观点有一个重要的自然科学依据,那就是量子力学中的海森堡不确定原理,这一原理可以为否定人类理性找到借口。美国后现代诗人奥尔森提出:“作家或诗人需要采取一种创造性的立场,这就是物理学的立场,他们必须要对事物做出测量,然而他们只能获得近似值,或者测知事物的速度,或者测知事物的位置,二者不可同时兼得,这也正是海森堡的‘测不准原理所阐明了的’。”⑦意大利符号学创始人之一安伯托·艾柯就提出:“作品的开放性和能动性要求确立不确定性和非连续性这样的概念,这也正是量子物理学的一些概念,与此同时,这些现象又显出爱因斯坦物理学的某些情况所具有的启示性形象。”⑧

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NLG是自然语言处理(NLP)的重要组成部分。NLP研究如何实现自然语言形式的人机交互,其研究涉及语言学、计算机科学和数学等多个领域。

事实上,海森堡不确定原理真是这样吗?我们有必要进行一下文献考证。最早的不确定原理是由海森堡于1927年提出的。海森堡是用德文写出来的,他使用了Ungenauigkeit(indeterminacy)一词,用来描述基本的理论原则,只是到了论文最后的尾注中才使用了Unsicherheit(uncertainty)。⑨在海森堡1930年的德文著作Physikalische Prinzipien der Quantentheorie中,他使用了另外一个词Unbestimmtheits。⑩Unbestimmtheits被英译为uncertainty,于是,译文“uncertainty”开始被使用了,后来就变得流行起来。Unbestimmtheit被英译为uncertainty是正确的,但是,中文将Unbestimmtheit译为“测不准”就是有问题的。海森堡的这部德文著作PhysikalischePrinzipien der Quantentheorie,英文译为The PhysicalPrinciples of the Quantum Theory,(11)中文译为《量子论的物理原理》,(12)由王正行等翻译。

我国首款商用100G硅光芯片投产

NLP 包含自然语言理解 (Natural Language Understanding,NLU) 和自然语言生成(Natural Langauge Generation, NLG)两个重要方向,如下图所示。

海森堡是通过经验对原有概念的改变来展开讨论的,即经验是形成概念的基础。他讨论了狭义相对论和广义相对论对时间和空间的限制。比如,他说:“狭义相对论的特征就是按照实验对‘标尺’和‘时钟’等概念进行了批判。这个批判是从这样一点开始的,即在我们平常的概念中,始终隐含着这样一个假设:在原则上存在具有无限大传播速度的信号。但是后来经验证实,在自然界中并不存在任何比光速更快的速度,于是我们便把这个对速度的限制设想为一条自然定律。”可见,海森堡是从经验到概念的转变角度来讨论量子力学中的不确定性原理,以此表明,他提出的不确定原理是从经验到概念或理论的路向。他说:“在原子物理学中却不允许我们做这种假定,因为原子过程的特征不是连续变化的,‘观测者’与‘客体’之间的相互作用会对被观测体系引起不可控制的大的变化。”“类似地,我们可以把同时测量两个不同的物理量有一个精度下限,即所谓测不准关系(德文为Unbestimmtheitsrelationen,英文为uncertainty relations,下同)假设为一条自然定律,并以此作为量子论对经典概念进行批判的出发点。这个‘测不准关系(德文为Unbestimmtheitsrelationen,英文为uncertainty relations)’告诉我们,要对原子过程作出一致描述,必须在多大程度上摆脱经典概念的限制。”(13)因此,海森堡在这里已使用Unbestimmtheits,表示不确定的、不一定的、不肯定的。英文使用“uncertainty”,而中文使用“测不准”的译法是有问题的。因为即使在仪器的测量中,两个物理量存在一个测量下限,这就一定是测量仪器的原因吗?在第二章第一节专门讨论“不确定关系”,其德文是Unbestimmtheitsrelationen,英文是uncertainty relations。在第二章的第二节、第三章的第一节,都含有德文Unbestimmtheitsrelationen,英文是uncertainty relations。可见,德文与英文都没有包含测不准的意思。

日前,我国自主研发的首款商用“100G硅光收发芯片”正式投产使用。该系列产品支持100—200Gb/s高速光信号传输,具备超小型、高性能、低成本、通用化等优点,可广泛应用于传输网和数据中心光传输设备。据介绍,该款商用化硅光芯片由国家信息光电子创新中心、光迅科技公司等单位联合研制。在一个不到30平方毫米的硅芯片上,集成了包括光发送、调制、接收等近60个有源和无源光元件,是目前世界上集成度最高的商用硅光子集成芯片之一。

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现在的问题是,不确定原理能否从更一般的原理推导出来,它的精确涵义是什么?它与测量有关吗?

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自然语言处理主要技术领域

20世纪20年代,德国物理学家海森堡利用微观粒子的波动图像,从波包出发,根据光学规律和微观粒子所满足的基本规律,可以近似推导出不确定关系,。这里q表示位置,p表示动量。海森堡不直接使用波动图像,借助于量子论的数学公式及其物理解释,推导出了更严格的不确定关系,。(14)

中环集团携手国开行,打造中环“芯”

其中,NLU 旨在让机器理解自然语言形式的文本内容。从 NLU 处理的文本单元来讲,可以分为词(term)、句子(sentence)、文档(document)三种不同的类型:

通常的得到普遍证明的不确定关系,是1929年罗伯逊(Robertson)获得的不确定关系(下称罗伯逊不确定关系):(15)。换言之,任意态下的力学量A与B的均方差都满足这一不等式。在文中,罗伯逊将△A定义为A的“不确定”(uncertainty)。将上式应用于坐标x与动量,而,(16)就一定可以得到常见的坐标与动量之间具有的不确定关系:。(17)通常的涵义是:坐标与位置的不确定的积不小于η/2。或者说,不论微观粒子处在何种状态,它的坐标与动量不能同时具有确定值,它不能超过普朗克常数的限制。这里的坐标与动量的确定的数值的大小,与测量没有任何关系,而是量子世界的本性使然。

近日,中环股份控股股东中环集团与国开行天津分行签署战略合作协议。此次签约国开行将向中环集团提供总额100亿的授信额度,今后双方将在集成电路、新能源、军民融合领域开展广泛合作,而此次合作也将着重对中环股份功率器件及集成电路用半导体材料产业进行有力支持。根据协议,双方将在“优势互补、互利共赢、诚实守信、共同发展”的基础上,建立新型的产业集团与金融集团全方位深度合作的新型战略合作伙伴关系,双方将携手共创银企双赢、合作共赢的新局面。

词层面的基础 NLU 领域包括分词(汉语、缅甸语、泰语等非拉丁语系语言需要)、词性标注(名词、动词、形容词等)、命名实体识别(人物、机构、地点等)和实体关系提取(例如人物-出生地关系、公司-所在地关系、公司收购关系等);

不确定关系有许多方法进行推导。1929年的罗伯逊方法,已为大家所公认,并且为各种教科书所引用。对于不确定关系,为什么在数学的推导上没有“同时”的涵义,而在物理的表述上加上了“同时”的限制呢?算符A与B之间的罗伯逊不确定关系,仅仅是数学上的一个结论吗?从量子力学来看,能够表示一个物理观测量的算子,在数学上必须满足的条件是:线性,自伴性,在态矢量空间内作用,本征态组有完备性。从数学上看,确定一个算子的关键是确定它与其他算子的乘法对易规则。(18)可见,坐标算子与动量算子满足海森堡对易关系。真正的物理学的新内容是海森堡对易关系,为什么有这样的关系呢?

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句子层面的基础 NLU 领域包括句法结构解析(获取句子的句法结构)和依存关系解析(获取句子组成部分的依赖关系);

罗伯逊不确定关系给我们一个启示:如果[A,B]=0,(19)即A、B是对易的,那么,A与B就可以同时确定,就如同在经典物理中,坐标与动量是可以同时确定的。然而,因为[A,B]≠0,A、B是不对易的,那么,A与B就不可能同时确定。只要不同时,A与B就都可以得到准确的确定或测定。正如海森堡明确指出:不确定关系“所讨论的,是在量子理论中同时测量几个不同量的精确度问题,这一关系对单独测量位置或速度的精确性并无限制”(20)。除了空间位置与其动量之间有不确定关系,能量E与其时间t之间也有这样的不确定关系,于是,不确定关系就上升为不确定原理,这是量子世界的一个基本原理,具有奠基性的重要意义。

5G国产芯片明年推出,紫光将进军中高端市场

文档层面的基础 NLU 领域包含情感分析(分析一篇文档的情感倾向)和主题建模(分析文档内容的主题分布)。

现在的问题是,不确定原理是否意味着,知识具有不确定性?对知识的诠释是不确定的?笔者前述已经阐明,不确定原理对于大量微观粒子或单个粒子都是适用的。这就是说,我们获得了它的确定的位置,都不能同时获得其确定的动量,反之亦然。这是否意味着不能获得位置与动量的确定性知识呢?

近日,紫光集团全球执行副总裁、紫光展锐首席执行官曾学忠在重庆接受记者采访时透露,紫光将进军中高端芯片市场,计划于2019年实现5G芯片商用,与5G移动网络的部署同步推向市场。在关键的5G技术研发上,紫光展锐已经率先完成了5G原型机pilot-v2的开发。这一5G原型机可以满足5G NR多场景下对高吞吐率、低时延及灵活性的验证需求,为5G试验及验证提供终端样机的解决方案,同时支撑展锐5G芯片的研发和验证。

与NLU不同,NLG旨在让机器根据确定的结构化数据、文本、音视频等生成人类可以理解的自然语言形式的文本。根据数据源的类型,NLG可以分为三类:

下面我们需要考察一下不确定性原理的前提是什么?中国科技大学张永德教授指出:“在这个广义不确定关系(包括Heisenberg不确定关系)的推导中,只用到了前三个公设,并未用到(薛定谔)方程公设。”(21)不确定原理所用的量子力学的前三个公设是:量子力学的第一公设——波函数公设,第二公设——算符公设,以及第三公设——测量公设,还没有用第四公设——微观体系动力学演化公设(或薛定谔方程公设)。

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  • Text to text NLG,主要是对输入的自然语言文本进行进一步的处理和加工,主要包含文本摘要(对输入文本进行精简提炼)、拼写检查(自动纠正输入文本的单词拼写错误)、语法纠错(自动纠正输入文本的句法错误)、机器翻译(将输入文本的语义以另一种语言表达)和文本重写(以另一种不同的形式表达输入文本相同的语义)等领域;
  • Data to text NLG,主要是根据输入的结构化数据生成易读易理解的自然语言文本,包含天气预报(根据天气预报数据生成概括性的用于播报的文本)、金融报告(自动生成季报/年报)、体育新闻(根据比分信息自动生成体育新闻)、人物简历(根据人物结构化数据生成简历)等领域的文本自动生成;
  • Vision to text NLG,主要是给定一张图片或一段视频,生成可以准确描述图片或视频(其实是连续的图片序列)语义信息的自然语言文本,同时 text to vision 的自动生成近几年也有一些有趣的进展。

第一公设认为,量子力学中一个微观粒子的状态可以用一个波函数ψ(r,t)来完全描述。该公设表明,微观粒子的状态是由波函数来表示的,而且它完全描述了微观粒子的状态。波函数是粒子坐标和时间的复函数,它的绝对值的平方表示微观粒子出现在时空中的概率密度。当我们说同时测量不对易的两个力学量(如坐标与动量)时,我们不能同时确定它们。但是,这并不是说,我们不能获得不对易的两个力学量(如坐标与动量)的确定的知识。事实上,我们可以通过波函数来完全描述微观粒子的状态。波函数本身也表明了一种关于微观粒子的知识的确定性,因为微观粒子的状态可以用波函数严格地表达出来,而且量子力学以来的实验都支持了波函数公设。在笔者看来,波函数不仅是描述微观粒子的复值函数,而且它本身具有物理的实在性。(22)

汽车芯片成热门,美光12年内将投30亿美元扩建工厂

近年来,随着CNN(Convolutinal Neural Network)、RNN(Recurrent Neural Network)、GAN(Generative Adversarial Network)等深度学习技术的应用,NLP(尤其是 NLG)领域取得了明显的进展,也涌现了一些有趣的 NLG 应用。

第四公设给出了微观粒子满足的根本方程,即波函数满足的薛定谔方程。在薛定谔方程中,描述微观粒子的波函数,粒子要么是在坐标空间中的分布函数,要么是在动量空间中的分布函数,而不可能坐标与动量同时出现在波函数的公布函数中。但是,波函数的坐标分布函数与动量分布函数是等价的,更严格来说,这两种表象是等价的。这就是说,人们既可以通过测量坐标来确定微观粒子所处的状态,也可以通过测量动量来确定微观粒子所处的状态。但是不能同时对坐标和动量这两个物理量进行测量。

据路透社报道,芯片制造商美光科技表示,计划未来12年内在美国弗吉尼亚州投入30亿美元扩建工厂,此次扩张旨在满足汽车芯片日益增长的需求。在防撞系统或车道偏离警告系统等功能上,这类芯片的计算性能正不断提升。美光科技预计,到2021年,这一市场将翻一番,达到60亿美元。这笔资金将用于在一所现有工厂中建造约9290平方米、用来制造存储芯片的额外“洁净室”。这个工厂位于弗吉尼亚州马纳萨斯,目前大约聘用了1500名员工。美光预计,扩建完成后,将为工程师和技术人员创造1100个永久性工作岗位。

有趣的 NLG 应用

退一步讲,不确定关系本身也给出了坐标与动量之间的关系,这样的知识又是确定的。下面笔者将要谈到新的海森堡不确定关系,通过利用量子纠缠,直接使两个不对易的力学量同时准确确定,而且还可以调整它们之间的确定程度。

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在 Text to text NLG 领域,令人瞩目的进展当属 GNMT (Google Neural Machine Translation)。它基于带 Attention 机制的 Encoder(8层LSTM)- Decoder(8层LSTM) 框架(图4),通过引入残差连接(Residual Connection),并基于 Google 打造的 TPU (Tensor Processing Unit)进行并行化处理,高效地进行 GNMT 模型的训练和预测。

事实上,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森早在1935年的EPR论文中就提出:如果AB两个微观粒子是纠缠的,可以同时准确测量粒子A的位置和粒子B的动量(这并不违反不确定原理),然而根据两个动量之间的量子纠缠,从粒子B的动量又可以推出粒子A的动量,于是,等价地讲,可以同时确定A粒子的位置和动量。爱因斯坦等人由此质疑量子力学的完备性。(23)

华为麒麟980发布

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新近由贝塔(M.Berta)等人对不确定原理做出了开拓性研究,给出了定量描述,(24)在观测者拥有被测粒子“量子信息”的情况下,被测粒子测量结果的不确定度,依赖于被测粒子与观测者所拥有的另一个粒子(存储有量子信息)的纠缠度的大小。原来经典的海森堡不确定原理将不再成立,当两个粒子处于最大纠缠态时,两个不对易的力学量可以同时被准确确定,由此得到基于熵的不确定原理,此理论被称为新的海森堡不确定原理。(25)熵的不确定原理最近首次在光学系统中验证。(26)可见,原有的不确定原理与量子信息没有联系,而量子信息的引入,特别是量子纠缠的引入,就可以同时确定一个粒子的位置和动量。当两个粒子处于最大纠缠态时,被测粒子的两个力学量可以同时被准确确定。

华为在德国IFA2018展会上发布新一代移动SOC处理器麒麟980,采用7nm制程工艺,具有AI调频调度技术,支持5G功能等。麒麟980实现了基于Cortex-A76的开发商用,相较上一代处理器在表现上提升75%,在能效上提升58%,采用7nm制程工艺的手机芯片,在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管。HUAWEI Mate 20将作为首个搭载麒麟980芯片的智慧手机,该系列将于10月发布。

GNMT 的 Encoder-Decoder 框架

旧的不确定原理告诉我们,量子世界是不确定的,不可对易的力学量不可能同时具有确定值。但是基于熵的不确定原理则表明,利用量子纠缠(技术)可以将不可对易的力学量同时准确确定。由于量子纠缠的纠缠度可以通过量子技术进行调节,即通过控制纠缠度的大小,人们还可以控制不可对易的力学量被确定的准确度。这说明,量子世界的不确定是相对的,而不是绝对的。(27)

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GNMT 相对传统的 PBMT(Phrase-Based Machine Translation)模型,在多个主要语言对的翻译中将翻译误差降低了 55%-85% 以上。

对于微观粒子来说,当人们没有测量它,它以其自在方式运动着,完全可以用波函数来进行描述。而在经典物理学中,要完全确定经典物体的状态,需要坐标与动量(或广义坐标和广义动量)的同时描述,这是经典物理学所形成的观念。但到了量子世界,只需要用波函数就能够完全描述微观粒子的状态,不需要从坐标与动量同时对微观粒子进行描述。采用坐标与动量的描述方式是经典物理学的方法,在量子世界并不具有必然性。事实上,当我们用微观粒子来指称微观世界的个体(如光子、原子、中子等),实际上它并不是经典物理学意义上的粒子或波,因此不能够用经典的粒子或波概念去审视微观粒子。“微观粒子”就是一个习惯指称。在量子测量之前,我们只知道微观粒子能够用一个复数的波函数进行完全的描述,其他的信息我们并不知道。微观粒子经过测量仪器作用之后才变为经典的粒子或经典的波。

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