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哇叽文学www.wajiwx.cc提供的《学霸的模拟器系统》第109章 从时间的混沌中解码（求订阅求月票）(第1/2页)
林允宁冲回宿舍时,晚霞已经爬满了天空。
他关上门,拉上窗帘,没开大灯,只打开了书桌上的台灯。
一束光照亮了桌面,也照亮了他的兴奋。
他打开电脑,立刻在aether的项目文件夹里,新建了一个子目录。
将其命名为“aetherchrono”。
chrono,源自古希腊神话中的时间之神,柯罗诺斯。
他现在要做的,就是要从一片混沌的时间序列中解码出关键信息。
他没有立刻开始编写代码。
而是先登录了几个国外的开源代码社区,搜索了关于循环神经网络和长短期记忆网络的开源实现。
屏幕上,一行行由不同开发者贡献的代码清晰地展现出来。
林允宁没有直接复制粘贴,而是仔细研究着每一个模块的设计思路、优点和局限性。
然后,他闭上眼睛,沉入模拟空间。
【模拟科研启动......】
【课题:lst模型在物理时序信号中的应用】
【注入模拟时长:30小时】
【第8小时:你复现了三种主流的lst开源框架。你发现,它们在处理长序列数据时,普遍存在梯度消失的问题,对初始参数极为敏感。】
【第16小时:你尝试将一种名为“门控循环单元”的简化结构引入模型。计算效率提升,但长期记忆能力下降。这是一个必须权衡的利弊。】
【第29小时:你决定不走捷径。你重新设计了lst的内部“门”结构,就像一个学生复习时会自动划重点一样,这个机制能让模型自主判断哪些历史信息更重要。】
【模拟结束。】
当他再次睁开眼时,一个高度优化的lst算法框架已经在他脑中成型。
接下来的几个小时,宿舍里只剩下键盘清脆的敲击声。
晚上十点钟,aether_chrono的第一个版本诞生了。
林允宁将里希特教授发来的那段随机电报噪声数据导入了进去。
他深吸一口气,点击了“开始训练”。
电脑风扇开始加速旋转,cpu占用率瞬间飙升到100。
一个小时后,训练结束。
屏幕上弹出的结果,却让他皱起了眉头。
模型输出的预测曲线,和原始的噪声数据相比,只是稍微平滑了一些,但整体上还是很混乱。
核心的“高/低”电平切换点,识别的准确率只有75。
这虽然比随机猜测好得多了,但想要真正用于科研,还差得远。
林允宁靠在椅背上,没有气馁。
失败在科研中,本就是常态。
一个第一版的算法原型,能做到这一步已经不错了。
但问题出在哪里?
他盯着屏幕上那两条几乎同样混乱的曲线,很快找到了原因。
标准的lst模型,是一个纯粹的数学机器,只知道根据历史数据,去猜测下一个数据点出现的概率,却不理解这些数据点背后的物理意义。
然而,电子从量子点隧穿到缺陷态,和从缺陷态隧穿回量子点,这两个过程的发生概率,是由量子力学规律严格决定的。
比如费米黄金定则。
它们不是完全随机的。
他之前处理高合金“络,是用物理规律去约束一个“静态”的参数空间。
而现在,他需要更进一步。
他要用物理规律,去约束一个“动态”的演化过程。
这在方法论上,是一次重大的升级。
林允宁的眼睛亮了起来。
他立刻动手,着手重构整个模型的损失函数。
【模拟科研启动......】
【课题:加入物理约束的lst模型】
【注入模拟时长:50小时】
【第12小时:你将描述量子隧穿过程的动力学规则,作为一个强约束,加到了lst模型中。任何不符合物理规律的“状态跳转”,都会受到巨大的惩罚。】
【第35小时:你发现,一个简单的硬性惩罚函数,会导致模型在训练初期陷入“局部最优解”的陷阱,不敢探索更广阔的参数空间。】
【第48小时:你引入了“模拟退火”的思想。在训练初期,允许模型有一定概率“犯错”,去探索那些看似不合理的路径。随着训练的进行,再逐渐收紧物理约束。】
【模拟结束。】
当窗外的天色开始泛起鱼肚白时,aether_chrono的第二个版本终于完成。
他再次导入数据,开始了新一轮的训练。
这一次,结果好了很多。
屏幕上,模型输出的曲线,已经能大致地分辨出信号是在高电平还是低电平。
大部分的噪声,都被成功地掉了。
但问题依旧存在。
曲线虽然干净了,但当林允宁试图从这条干净的曲线中,去反向提取电子隧穿时间,缺陷能级这些精确的物理参数时,得到的结果却是一堆误差巨大的数字。
模型能把信号从噪声里分离出来,但无法提取出精确的物理信息。
就像一个侦探,能判断出房间里发生过打斗,却找不到任何一个清晰的指纹。
林允宁盯着屏幕,陷入了更深层次的思考。
他意识到自己犯了一个贪心的错误。
他让模型同时在做两件事:一,判断系统当前处于哪个隐藏状态;二,拟合这个状态所对应的物理参数。
这两件事,在算法上是相互干扰的。
必须把它们分开。
他立刻着手第三次修改。
【模拟科研启动......】
【课题:将加入物理约束的lst模型解耦为两个独立的,互不干扰的部分。】
【注入模拟时长:50小时】
[......]]
这一次,他将整个模型解耦为两个独立的部分。
第一部分,他引入了一种在通信领域广泛使用的维特比算法。
这个算法只有一个任务:像一个最顶级的解码员,在所有可能的状态路径中,找出那条概率最高的,唯一的“真实路径”。
它负责将混沌的观测数据,翻译成一条由0和1所组成的、清晰的隐藏状态序列。
第二部分,则是一个简单的物理模型。当第一部分找到了那条“真实路径”后,这个物理模型再介入,对这条干净的0-1序列进行拟合,从而精确地提取出背后的物理参数。
分工明确,各司其职。
第二天早晨七点,当许嘉诚几人带着浓重的烟味儿和泡面味儿从蓝沸网吧包宿回来时,继续热烈地讨论游戏中令人热血澎湃的攻城战时,林允宁已经完成了最终版的“aether_chrono”。
他将里希特教授那段“无法处理”的rtn原始数据,最后一次输入了进去。
他点击了运行。
这一次,电脑安静地运行了十五分钟。
当进度条走到尽头时,屏幕上没有弹出任何曲线图。
取而代之的,是两样东西。
第一
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