① 词变成零件 —— token(词块)
你看见:六个托盘在轨道上一字排开,每个托盘里有一张打孔卡、一座油箱,还有自己的一小摞纸。
它叫:句子先被切成一块块,每块叫一个 token。这句话里一块就是一个词。
为什么:Transformer 不逐字母读句子,它对“一块块词”做数学运算。每个词随身带三样东西:标签卡(就是图上的打孔卡,待会儿被人认)、油箱(待会儿交货)、一摞纸(记录它目前被理解到什么程度)。
这是一台会动的机器,解释 Transformer 的核心步骤——自注意力。先看机器,再按八步读懂它。
它回答一个问题:句子里的每个词,该怎么判断“这句话里谁跟我有关、各占多重要”?例句:The cat sat on the mat(猫坐在垫子上)。
每步三个问题:你在图上看见了什么 → 这一步在术语里叫什么 → 为什么 Transformer 需要它。下面的徽章会跟着动画自动点亮当前步骤、并让图上对应的零件变亮;点徽章可以钉住某一步、跳到它的文字。
你看见:六个托盘在轨道上一字排开,每个托盘里有一张打孔卡、一座油箱,还有自己的一小摞纸。
它叫:句子先被切成一块块,每块叫一个 token。这句话里一块就是一个词。
为什么:Transformer 不逐字母读句子,它对“一块块词”做数学运算。每个词随身带三样东西:标签卡(就是图上的打孔卡,待会儿被人认)、油箱(待会儿交货)、一摞纸(记录它目前被理解到什么程度)。
你看见:点击某个托盘设为“查询词”,桥上放出三把梳齿,滑到每个托盘上方往卡上落——有的齿插进孔里,有的悬在卡面上,旁边的小表盘跟着走格。
它叫:梳齿的形状是 Q(query,提问):“我在找什么样的邻居”;打孔卡是 K(key,标签):“我有什么特征”。齿对上孔=特征对上了。
为什么:一个词想知道“谁跟我相关”,靠的就是拿自己的提问去对每个词的标签。注意“3”是评委的个数,不是词数:句子里有 6 个词,机器派了 3 个“头”(评委),一个看搭配、一个看指代、一个看远近,各打各的分、互不商量——这就是“多头”。
你看见:三个小表盘各停在一个格数上,比如测 "the" 时三头分 3·2·3(同词同卡,完全匹配)。
它叫:softmax 是一台换算器,把任意分数换成一组合计恰好 100% 的占比:分越高占比越大,还顺带拉开差距。
为什么:注意力像一笔“预算”,总共 100%,要决定怎么分给 6 个词。全给一个词、或六词平分,都不对;softmax 给出的是有偏向的分账。图左端旋钮调的就是这份账的果断度(真实模型叫“温度”):拧向一头只宠爱最像的词,拧向另一头人人分一点。读数里“各头分给它的份额”指的是:每个头自己的 100% 是摊给全句六个词的,落在这一个词上往往只是一小片,所以三个头各自的份额相加不必是 100%。
你看见:某个托盘的油箱观察窗液位下降,对应头的杯液位上升——占比越大,放出的油越多。每个头巡游一圈,自己的杯恰好注满。
它叫:油箱是 V(value,内容)——这个词真正携带的信息。标签(K)只负责被找到,被选中后才按占比交出货。杯满=这一头的预算刚好花完,谁重要看混合比例,不看满不满。
为什么:“重要”不能停在打分上,要真的按比例把对方的内容搬一份过来。
你看见:三个杯的油都倒进一个漏斗,凝成一板块。
它叫:三个头各写了一份评分单,先并排贴成长条(拼接),再压缩回统一大小(投影)——像把三张明细誊成一张汇总表。
为什么:三个评委的意见要合成一份,才能交给下一个环节。
你看见:板块落到查询托盘自己的那摞纸上,纸摞长高一块。
它叫:残差连接。混合物像一张便签贴回原稿——原稿一字不动。
为什么:保证“至少不比原来差”:新学的知识加上去,万一学坏了,原稿还在,信息永不丢失。纸摞一层比一层高,代表这个词的理解在逐层累积。
你看见:右侧的压机逐个托盘巡游:把纸摞摊开 4 份,再压回 1 份。
它叫:前馈网络。摊开 4 倍纸面=打草稿(真实模型把每个词的数字格子扩到 4 倍),压回 1 份=誊清。
为什么:注意力管“词与词交流”,前馈管“每个词自己消化刚收集的信息”——此刻词与词不交流,像散会后各自回工位整理笔记。
你看见:两台机器走完一整遍,右下角计数器走一格,共 6 格;6 格走完后纸摞清空、重新开始。
它叫:走一遍叫一层。原论文的编码器(Transformer 里负责“读懂输入”的那一半)正好 6 层。
为什么:一遍只能看懂浅层关系(挨得近、长得像);多走几遍,才能悟出指代、搭配这类深层关系——每过一层,纸摞上的笔记就更厚一层。(这里“6 层”和“6 个词”撞了数字,纯属巧合:层数是流程重复的次数,和词数无关。)
点亮后想恢复,点任意已点亮的按钮即可全部照亮。
数值尺度是玩具:把“表示一个词的数字个数”从 64 裁到 4、把点积裁成“齿对孔”,是为了让“匹配”成为看得见的动作。但“把任意分数折算成合计 100% 的占比”这套口径,以及残差、前馈 4 倍、6 层这些流程骨架,与真实 Transformer 相同。