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机器学习、深度学习、大模型是什么关系

一张「套娃图」理清 AI 家族里最常听到的几个词。

刷新闻时,你一定见过这些词:机器学习、深度学习、神经网络、大模型、大语言模型、生成式 AI……它们常常出现在同一篇文章里,好像是一回事,又好像不是。

其实只要记住一张「套娃图」,这些词的关系就一清二楚了。上一节我们说过,AI 的核心思路是从数据里「学规律」;这一节就来看看,「学规律」这条路是怎样一层层走到今天的大模型的。

一张套娃图看懂关系

人工智能(AI)
 └─ 机器学习
     └─ 深度学习
         └─ 大模型(也叫基础模型)
             └─ 大语言模型(LLM)

从外到内,每一层都被外面一层包含,范围越来越小,但也越来越新、越来越强:

  • 人工智能:最大的那个娃娃。所有让机器表现出智能的技术都算,包括早年那些靠人写规则的系统。
  • 机器学习:AI 里「从数据中学规律」的那一大类方法。
  • 深度学习:机器学习里,用多层神经网络来学习的那一支。
  • 大模型:用深度学习方法、海量数据训练出来的超大规模通用模型。
  • 大语言模型:大模型里专门处理文字的那一类。GPT、Claude、DeepSeek、通义千问、Kimi 等家族都属于这一类。

一句话记住:AI 是目标,机器学习是方法,深度学习是更强的方法,大模型是用这种方法造出来的「大块头」。

机器学习:让机器自己总结规律

机器学习是今天 AI 的主力军。按照「怎么学」,通常分成三种方式,用学生学习来类比最好懂:

学习方式类比怎么学典型应用
监督学习带标准答案的练习册每个例子都附带「正确答案」,机器对照着学垃圾邮件识别、房价预测、图片分类
无监督学习没有答案,自己归纳整理只给数据,机器自己发现哪些东西相似用户分群、发现异常交易
强化学习打游戏,赢了加分、输了扣分机器不断试错,根据奖励调整策略下棋、机器人控制、游戏 AI

举个例子。一家奶茶店想更了解顾客:

  • 如果手里有每位老顾客「后来有没有复购」的记录,就可以用监督学习,预测一位新顾客会不会再来;
  • 如果没有任何标签,只有一堆消费记录,可以用无监督学习,让机器自动把顾客分成几群,店主一看,可能发现一群是「工作日下午来的上班族」,另一群是「周末结伴来的学生」;
  • 强化学习则更像训练宠物:做对了给零食,做错了没有,它在一次次尝试中慢慢摸索出最好的做法。

其实你每天都在不知不觉地给机器学习「出题」:给外卖打分、把一封邮件标为垃圾邮件、在短视频上点「不感兴趣」,这些反馈都可能成为机器学习的数据。

深度学习:让机器自己找「特征」

传统机器学习有个麻烦:需要人先告诉机器「该看哪些地方」。比如识别水果,工程师得先设计好颜色、形状、表面纹理这些「特征」,机器再根据这些特征去学。特征设计得好不好,很大程度上决定了效果,而且非常依赖专家经验。

深度学习的突破在于:连特征也让机器自己学。

它用的工具叫「神经网络」,是一种受大脑神经元启发的数学结构,由很多层组成。你可以把它想象成一条多道工序的流水线:

  1. 第一道工序只看最简单的东西,比如明暗交界的边缘;
  2. 第二道把边缘拼成线条和拐角;
  3. 再往后,线条组合成眼睛、耳朵这样的局部;
  4. 最后一道综合所有信息,得出结论:这是一只猫。

层数很多,所以叫「深」。2012 年,一个叫 AlexNet 的深度神经网络在一项大型图像识别比赛中大幅领先其他方法,让深度学习一举成名。此后,语音识别、机器翻译、人脸识别等领域纷纷被深度学习改写。

深度学习也有代价:它通常需要大量的数据和算力;而且网络内部有成千上万甚至更多的参数在共同起作用,人很难说清它「为什么这样判断」,所以常被称为「黑箱」。

注意:神经网络只是「受大脑启发」,并不等于在模拟人脑。它的本质是海量的数字运算,和真实的神经元差别很大。

大模型:从「专才」到「通才」

在大模型出现之前,AI 基本是「一个任务训练一个模型」:翻译模型只会翻译,情感分析模型只会判断好评差评。每做一件新事,就要重新收集数据、重新训练。

大模型换了一种玩法:先用海量数据训练出一个什么都懂一些的「通才」,这一步叫「预训练」;再根据需要稍加调教,就能胜任各种任务。正因为它能当很多应用的地基,大模型也常被称为「基础模型」。

这有点像培养一名医生:先读完通识课和医学基础课,打下宽厚的底子(预训练);再到某个科室跟着带教老师实习,学会这一科的具体本领(微调)。底子打得越扎实,转到哪个科室都上手更快。

「大」主要体现在三个方面:

  • 参数多:参数就是上一节说的那些「旋钮」,大模型的参数通常以数十亿、数百亿甚至更多来计;
  • 数据多:训练时读过的文本量,远远超过一个人一辈子能读完的书;
  • 算力多:训练需要大量专用芯片连续计算很长时间。

大语言模型是其中专门处理文字的一类。现在很多模型不只会读文字,还能看图片、听声音,这类叫「多模态大模型」,后面的课程会专门讲。

几个容易混淆的词

词一句话解释和套娃图的关系
神经网络深度学习所用的多层计算结构深度学习的「工具」
Transformer一种神经网络结构,今天大多数大语言模型都建立在它之上大模型的「发动机设计图」
生成式 AI / AIGC能生成文字、图片、声音、视频等新内容的 AI按「能做什么」来分,和套娃图是交叉关系
自然语言处理(NLP)让机器理解和生成人类语言的研究方向按「处理什么」来分的一个分支
计算机视觉(CV)让机器看懂图像和视频的研究方向按「处理什么」来分的一个分支

还有一个最常见的混淆:ChatGPT 是大模型吗? 严格来说,ChatGPT 是一个产品,它背后用的是 GPT 系列大模型。模型像汽车的发动机,产品像整车:同一台发动机可以装进不同的车,一辆车也可以换上新一代的发动机。我们平时用的各种 AI 助手,大多是「产品界面 + 背后一个或多个模型」的组合。

本节要点

  • 套娃关系:人工智能包含机器学习,机器学习包含深度学习,大模型是深度学习的产物,大语言模型是大模型中专门处理文字的一类。
  • 机器学习有三种主要的学习方式:监督学习、无监督学习、强化学习。
  • 深度学习用多层神经网络,能自己学习特征,不再完全依赖人工设计。
  • 大模型的特点是「大」和「通」:先预训练成通才,再适配各种任务。
  • 模型是发动机,产品是整车;「生成式 AI」是按「能做什么」划分的另一个角度。

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