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按：深度学习不仅创造了AlphaGo的奇迹、备受工业界追捧，也正在成为天文学研究前沿的热门词汇。那么究竟什么是深度学习？我们应该怎样理解深度学习？今天本专栏受权转载“得到”专栏《万维钢·精英日课》一篇关于深度学习的文章，文后还将推荐一本有关深度学习的新书。作者：万维钢，网名“同人于野”，前物理学家，现科学作家，罗辑思维视频节目策划人。

年的夏天，一场在美国达特茅斯大学召开的学术会议，多年以后被认定为全球人工智能研究的起点。年的春天，一场AlphaGo与世界顶级围棋高手李世石的人机世纪对战，把全球推上了人工智能浪潮的新高。年被称为“人工智能元年”，这一年爆发了全球性的人工智能潮流。以谷歌、Facebook、微软为首的全球三大AI巨头都在逐渐将公司的发展重心转移到人工智能方面来。

年月25日，谷歌旗下的DeepMind开发的全新AI程序AlphaStar，在《星际争霸2》人机大战比赛中，以0：的战绩，全面击溃了人类职业高手。在围棋世界里，动作空间只有36种，而《星际争霸2》大约是0的26次方种。这场比赛可以说是人工智能在竞技游戏领域的一次里程碑式的胜利。

无论是AlphaGo还是AlphaStar，它们的主要工作原理都是“深度学习”。“深度学习”是机器学习的一个领域，其形式是模拟人类大脑的神经网络进行计算和学习。万维钢老师在《精英日课》中，通过清晰生动的案例，为我们解读了深度学习领域的一种重要模型——卷积神经网络。

/神经网络与深度学习/

为什么要了解深度学习？首先，“深度学习”现在太热门了，图形识别、语音识别、汽车导航全都能用上，非常值钱。更重要的是，“深度学习”算法包含精妙的思想，能够代表这个时代的精神。这个思想并不难，但是一旦领会了，你就能窥探一点脑神经科学和现代工程学。

我将重点使用两份参考资料：一个是Arstechnica网站近期发布的一篇文章《计算机图形识别能力如何好到令人震惊》，作者是蒂莫西·李（TimothyLee）。一个是一本新书《深度学习：智能时代的核心驱动力量》，作者是特伦斯·谢诺夫斯基（TerrenceSejnowski），中信出版社刚刚出了中文版。

不知道你注意到没有，你的手机相册，知道你每一张照片里都有什么东西。不管你用的是iPhone还是安卓，相册都有一个搜索功能，你输入“beach”，它能列举所有包含海滩的照片；输入“car”，它能列举画面中有汽车的照片，而且它还能识别照片中的每一个人。

每拍摄一张照片，手机都自动识别其中的典型物体。这是一个细思极恐的技术。怎么才能教会计算机识别物体呢？

.没有规则的学习

不到十年之前，人们总认为模式识别方面人脑比计算机厉害，甚至谷歌投入巨大精力研究都做不到从照片里识别出一只猫。然而，从年开始，“深度学习”让计算机识别图形的能力突然变得无比强大，甚至已经超过了人类。

首先来看人是怎么识别猫的。观察一下这张图，你怎么判断这张照片里有没有猫呢？

你可能会说，这很简单，所有人都知道猫长什么样——好，那请问猫长什么样？

你也许可以用科学语言描写“三角形”是什么样的——这是一种图形，它有三条直线的边，有三个顶点。可是你能用比较科学的语言描写猫吗？它有耳朵、有尾巴，但这么形容远远不够，最起码你得能把猫和狗区分开来才行。

再看下面这张图片，你怎么判断ta是男还是女呢？

[图片来自design.tutsplus.

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