第 6 章 傑弗里·辛頓、楊立昆與反向傳播的孤膽救援#
6.2 楊立昆(Yann LeCun)與 CNN 卷積神經網絡:1989 年貝爾實驗室手寫數字識別(LeNet)的突破#
6.2.1 從巴黎到多倫多到貝爾實驗室#
楊立昆(Yann LeCun, 1960–)法國人,皮埃爾與瑪麗·居里大學博士(1987,其間訪問多倫多在辛頓門下做博士後)。1988 年加入新澤西的 AT&T 貝爾實驗室(Holmdel)。他繼承福島邦彥(Kunihiko Fukushima)1980 年 Neocognitron 的層級視覺結構思想,設計出卷積神經網絡(CNN):局部感受野+權重共享+下採樣(pooling)——以極少參數學平移不變的視覺特徵。
6.2.2 1989 年郵政系統上線#
1989 年 LeCun 等人(含 Bernhard Boser、John Denker 等)發表手寫數字識別的反向傳播網絡,以美國郵政的 ZIP 碼數據訓練;1990 年代初發展為 LeNet 系列,並以 C 語言實作成商業系統:
- 1990s 中期,全球相當比例的支票以「LeNet 家族」系統自動讀取金額——據 LeCun 自述,此類系統在 1990s 末曾處理過全球 10–20% 的支票量;
- NIST/MNIST 手寫數據集(LeNet 與 NIST 合作整理,後由 Burges 等規範為 MNIST)成為此後二十年機器學習的入門基準。
這是神經網絡第一次大規模真實部署——比深度學習熱潮早了二十年。
6.2.3 郁悶的 1990s:做對了卻被冷落#
即便有商用成功,1990s 末神經網絡學界仍被 SVM 與統計學派壓制(6.3);貝爾實驗室在 AT&T 分拆後經費與人事動盪,LeCun 轉赴 NYU(2003)。他後來自嘲:1995 年前後在頂會投 CNN 論文常被拒,審稿意見是「神經網絡已死」。
6.2.4 前因後果#
- 前因:福島 Neocognitron+反向傳播+貝爾實驗室的工程資源。
- 事件:1989 郵政數字識別、1990s LeNet 商用。
- 後果:CNN 的工程可行性被證明;其構件(卷積、池化、權重共享)將在 2012 年 AlexNet 中與 GPU 結合而引爆(7.2);LeCun 亦於 2018 獲圖靈獎,後任 Meta 首席 AI 科學家。
下一節:6.3 SVM 壓制