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推理王国 · 三部曲

推理王国

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推理王国是一个完整的三部曲开源书籍项目,从入门到深入,全面探索推理科学的本质:

  1. 前传:《致未来的推理科学家》——面向青少年和业余读者的推理科学入门
  2. 上卷:《推理的历史演变》——从熵增到边界,沿历史线索追问推理的本质
  3. 下卷:《推理的形式演绎》——从形式系统出发,用逻辑演绎重建推理王国

这不是 AI 工具书,也不是机器学习教程。它追问的是更底层的问题:推理是什么?它的边界在哪里?当 AI 在"推理",它内部发生了什么?

这些问题让图灵、哥德尔、香农彻夜难眠。本书试着把它们说清楚。

在线阅读

完整三部曲https://datawhalechina.github.io/reasoning-kingdom

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三部曲架构

前传:《致未来的推理科学家》(面向初学者)

兔狲教授的亲切提示:这是一本面向青少年和业余读者的推理科学入门书。我们将从最简单的布尔逻辑出发,一步步探索算法、神经网络与推理的本质。跟随小小猪的好奇心和小海豹的历史感,一起实现推理的民主化——让推理科学真正属于每一个人。

目标读者

  • 青少年与业余爱好者:对科学推理、算法思维和人工智能好奇的初学者
  • 基础要求:无需专业背景,只需好奇心和愿意"动手"尝试的精神

本书将帮助你

  • 建立算法思维框架:线性、贪心、启发式、动态规划四大思想模型
  • 理解神经网络原理:从神经元到Transformer的完整认知
  • 探索推理的本质:区分"概率预测"与"逻辑推理"
  • 培养科学思考习惯:像科学家一样拆解复杂问题

新增兔狲学院:面向即将上大学的高中生(AP学生/准大学生)的维基百科式词条教学,包含微积分、线性代数、哲学、Python编程四个章节,每个词条包含官方解释+兔狲老师解释+动手题+动脑题。

上卷:《推理的历史演变》(问题驱动,直觉先行)

从对抗熵增的生存策略出发,沿历史脉络走过符号主义、表示学习、因果推断、复杂度理论,直到现代 Transformer 架构和推理边界。问题驱动,直觉先行。适合对 AI 有基本了解、想理解"为什么"的读者。

前置知识:基础线性代数、概率论、编程概念。

下卷:《推理的形式化重建》(逻辑演绎,地基夯实)

从形式系统的地基出发,严格重建推理的结构:命题逻辑、哥德尔不完备定理、线性逻辑、概率推断、因果演算、计算复杂度、PAC 学习、Kolmogorov 复杂度,直到 Curry-Howard 对应与自指涌现。

目标风格是 Spivak 的《Calculus》和 Axler 的《Linear Algebra Done Right》:定义严格,但叙事把定义粘在一起。作者在场,有判断,有态度。

前置知识:真值表、证明的概念、函数与集合的基本语言、数学归纳法。详见下卷导读

兔狲教授小词典

除了三部曲,本书还提供了兔狲教授小词典——一个有态度的学术名词解释工具,旨在拆解学术黑话,让复杂概念可理解。

词典立场:推理民主化(推理应该被理解而不是被崇拜,技术应该为人服务而不是人为技术服务)

词条结构:每个词条包含官方解释(标准学术定义)、兔狲说(个人解读带立场)、为什么重要、延伸思考、相关词条

覆盖范围:163个核心概念,覆盖全书物理、信息、推理、AI、计算、逻辑等多个领域


这三部曲说的是同一件事:推理如何从对抗熵增的生存策略,演变为受计算复杂度限制的算法过程,在形式系统中被严格重建,最终在自指边界前停下——而我们必须在不确定中继续前行。


目录

前传:《致未来的推理科学家》(18章 + 兔狲学院)

全书共18章,分四部分:确定性的宇宙(7章)→ 跨越逻辑的断裂带(2章)→ 神经网络的涌现(6章)→ 通往推理王国(3章)

章节名 简介 状态
前言 推理科学民主化
第一部分:确定性的宇宙 第1-7章 7章
第1章:电报、手电筒与逻辑的起点 布尔逻辑:所有推理的起点
第2章:当资源有了边界(复杂度) 时间与空间复杂度:推理的代价
第3章:图灵的纸带(可计算性) 停机问题:划定推理的疆界
第4章:线性的智慧(遍历与搜索) 线性思维:顺序处理的智慧
第5章:贪心的诱惑(局部最优) 贪心思维:局部最优导致全局最优
第6章:启发的艺术(近似与估测) 启发思维:聪明猜测的艺术
第7章:记忆的力量(动态规划) 记忆思维:有记忆的推理
第二部分:跨越逻辑的断裂带 第8-9章 2章
第8章:规则的黄昏 传统算法在处理非结构化世界时的无力
第9章:从离散到连续:数学的魔法棒 向量空间:从离散到连续的跃迁
第三部分:神经网络的涌现 第10-15章 6章
第10章:最简单的感知(神经元) 权重与偏置:机器的"见识"
第11章:错误是进步的阶梯(反向传播) 梯度下降:学习的本质
第12章:记忆的链条(LSTM与RNN) 时间序列处理:记忆单元的门控机制
第13章:遗忘与因果的较量 LSTM渐进遗忘 vs 注意力因果关注
第14章:注意力:在这个嘈杂的世界里,该看哪? Attention机制:学会忽略的艺术
第15章:编码-解码堆栈(Transformer) Transformer:语言与逻辑的交汇点
第四部分:通往推理王国(兔狲教授的书信集) 第16-18章 3章
第16章:什么是真正的推理?(LLM迷思) 区分"概率预测"与"逻辑推理"
第17章:推理科学家的工具箱 整合算法思维、神经网络思维与推理思维
第18章:致20岁后的你:作为科学的推理 未来推理科学的研究方向与挑战
兔狲学院:给还没有上大学的小伙伴 四个学科章节 4章
微积分:从函数到微分方程 12个词条完整知识链,从函数讲到ODE
线性代数:从向量到雅可比矩阵 12个词条完整知识链,从向量讲到雅可比矩阵
哲学:从古希腊到1840年 25个词条,5个历史时期,1840年批判视角
Python编程:从语法到数据结构 10个词条,4个部分,重点实现四种基础数据结构

状态说明:📝 编写中 | ✅ 已完成 | 🚧 修订中

上卷:《推理的历史演变》(13章 + 番外)

章节 核心问题 状态
导读 五个原创研究项目介绍,上下卷结构说明
第1章:对抗熵增 推理是生存策略,不是智识游戏
第2章:符号的黎明 If-Then 规则的力量与天花板
第3章:从符号到向量 Word2Vec:推理从规则走向几何
第4章:流形假设 高维数据的隐秩序
第5章:拟合的陷阱 统计相关性不是推理
第6章:因果的边界 观测数据永远不够
第7章:复杂度的真相 P vs NP:不是快慢,是结构
第8章:启发式的契约 接受"差不多对"需要多少勇气
第9章:Transformer 注意力机制如何重构推理基础设施
  ↳ 番外:注意力即因果 从因果外积重新推导注意力矩阵
第10章:搜索的艺术 在巨大推理空间中导航
第11章:效能化推理 推理的经济成本
第12章:隐式推理 神经网络的内部独白
第13章:推理的边界 哥德尔极限的计算版本
  ↳ 番外:暗线 上卷十三章的隐藏因果逻辑链
因果推理番外:从理论到代码 -- 神经因果算子的实现 CocDo 神经因果算子——上卷理论的可运行实现

下卷:《推理的形式化重建》(11章 + 附录)

章节 核心问题 状态
下卷导读 前置知识、推荐读物、三个让直觉失效的反例
第14章:形式系统 在你能证明一件事之前,你得说清楚"证明"是什么
第15章:一致性与完备性 你能建造一个不说谎、又无所不知的系统吗?
第16章:线性逻辑与资源 经典逻辑默认资源无限——这是一个代价高昂的谎言
第17章:概率作为逻辑的扩张 概率不是频率,是理性信念的唯一相容表示
第18章:因果结构的形式化 从数据里永远推不出因果——除非你愿意承认某些结构是假设
第19章:复杂度作为推理的几何 P≠NP 不是关于机器速度的命题,是关于问题内在结构的命题
第20章:启发式的形式合同 可采纳性不是工程妥协,是数学承诺
第21章:学习作为逆推断 模型"学到了东西"的形式含义:它找到了更短的描述
第22章:自指与涌现 Curry-Howard 对应告诉我们:证明即程序。那么,程序在证明什么?
第23章:推理系统的稳定性 从永霖收敛推导李雅普诺夫函数:推理系统的能量函数如何从行为中浮现
第24章:范畴论眼中的推理收敛 用范畴论解释推理收敛的结构必然性:幽灵指针对应终结对象,伴随函子缺失导致元层断裂
附录:下卷思考题参考提示 下卷各章思考题的思考脚手架与关键点提示

兔狲教授小词典

资源 描述 状态
兔狲教授小词典 163个核心概念的"官方解释+兔狲说"对比词典,拆解学术黑话,体现推理民主化立场

词典特点

  • 词条结构:官方解释(标准定义) + 兔狲说(个人解读带立场) + 为什么重要 + 延伸思考 + 相关词条
  • 词条分类:基础概念(45个)、核心理论(68个)、进阶思想(38个)、原创研究(12个)
  • 核心立场:推理应该被理解而不是被崇拜,技术应该为人服务而不是人为技术服务
  • 覆盖范围:全书22章核心概念,从熵、信息、贝叶斯到永霖公式、注意力因果拓扑

贡献者

姓名 职责 简介
李籽溪(兔狲) 项目负责人/笔者 本书作者,创造了兔狲教授、小小猪、小海豹等角色。兔狲教授住在中山大学黑石屋,是一位温和的推理科学向导。致力于推理科学民主化,让算法与神经网络思维向所有人开放。

注:前传通过兔狲教授(住在黑石屋)、小小猪、小海豹三人的对话互动,实现推理科学的民主化教学

参与贡献

本地开发

本项目使用 VitePress 构建静态网站。

安装依赖

npm install

开发服务器

npm run docs:dev

构建生产版本

npm run docs:build

预览构建结果

npm run docs:preview

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注:默认使用CC 4.0协议,也可根据自身项目情况选用其他协议

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🌟 推理王国:关于 AI 推理机制的思想实验手册。从信息论、符号逻辑与表示学习出发,系统剖析大模型“智能”的本质。

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