简单易懂的详细拆解 GPT 如何理解语义并生成答案

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假设你在GPT中输入:“猫为什么喜欢抓老鼠?”   你有没有想过gpt是怎么理解并生成答案的呢?😄


步骤 1:输入解析与语义理解

输入文本

用户输入:“猫为什么喜欢抓老鼠?”

处理过程

  1. 分词(Tokenization)
    GPT 将输入拆分为词元(Token),例如:
    ["猫", "为什么", "喜欢", "抓", "老鼠", "?"]
    (注:实际使用 BPE 算法处理子词,如“抓老鼠”可能拆分为“抓”+“老鼠”)

  2. 词向量化(Embedding)
    每个词被转换为高维向量(例如 768 维),捕捉其语义。

    • “猫” → 向量包含“动物”“宠物”“捕猎者”等语义。
    • “抓” → 向量包含“动作”“捕猎”“爪子”等语义。
    • “老鼠” → 向量包含“猎物”“小型动物”“食物”等语义。
  3. 自注意力计算

    • 模型通过自注意力机制,分析词之间的关系:
      • “猫”与“抓”:强关联(猫的典型行为)。
      • “抓”与“老鼠”:因果关系(抓的对象是老鼠)。
      • “为什么”与整句:提示需要解释原因。
    • 通过注意力权重,模型聚焦关键信息:“猫→捕猎者”,“抓→行为动机”,“老鼠→猎物”。

步骤 2:语义推理与知识调用

预训练知识激活

GPT 在预训练阶段学习了大量与“猫捕猎”相关的文本,例如:

  • “猫是食肉动物,捕猎老鼠是本能。”
  • “老鼠是猫的天然猎物。”
  • “猫通过捕猎练习生存技能。”

逻辑链构建

模型基于输入和知识库,构建推理路径:

问题:猫为什么抓老鼠?  
→ 猫的生物学分类(食肉动物)  
→ 捕猎是猫的本能行为  
→ 老鼠是常见的猎物  
→ 捕猎对猫的生存意义(食物、技能练习)

步骤 3:生成答案

逐词生成

  1. 初始输入

    Input: "猫为什么喜欢抓老鼠? 答:"
    
  2. 预测第一个词

    • 模型计算“猫”“抓”“老鼠”等词的上下文表示。
    • 预测下一个词可能是“猫”(概率 30%)、“因为”(概率 50%)或“老鼠”(概率 20%)。
    • 选择概率最高的“因为”。
  3. 扩展生成

    • 输入变为:“猫为什么喜欢抓老鼠? 答:因为”
    • 继续预测后续词:
      • “猫是”→“食肉动物”→“,它们”→“本能地”→“捕猎”→“老鼠”→“以获取”→“食物”→“或练习”→“技能”→“。”
    • 最终生成完整回答:
      答:因为猫是食肉动物,本能地捕猎老鼠以获取食物或练习生存技能。
      

采样策略

  • 若使用 Temperature=0(贪心搜索):选择概率最高的词,答案较固定。
  • 若使用 Temperature=0.7(随机采样):可能生成变体,如:
    “猫捕猎老鼠是祖先遗传的本能行为,帮助它们维持捕食能力。”

关键点总结

步骤核心操作示例中的体现
语义理解自注意力捕捉词间关系关联“猫→捕猎者”“老鼠→猎物”
知识调用激活预训练的生物学知识调用“食肉动物”“本能行为”等概念
逻辑推理构建因果链“本能→捕猎→食物/技能”
生成控制基于概率采样生成连贯文本选择“因为→食肉动物→本能地→捕猎”等词

补充说明

  1. 无显式知识库
    GPT 不存储事实数据库,而是通过预训练学习文本中的统计规律(如“猫”常与“捕猎”“老鼠”共现)。

  2. 上下文敏感
    若输入改为“动画片里的猫为什么抓老鼠?”,模型会转向解释“娱乐性行为”而非生物学原因。

  3. 幻觉风险
    如果预训练数据中缺乏相关事实,GPT 可能生成错误答案(如“猫抓老鼠是为了保护人类”)。


通过这个例子,可以看出 GPT 并非“死记硬背”,而是通过 上下文关联概率推理 动态生成符合语义的答案。