嵌入
荃者所以在鱼,得鱼而忘荃;蹄者所以在兔,得兔而忘蹄;言者所以在意,得意而忘言。——《庄子·外物》
洛杉矶以沥青闻名,这些沥青主要铺在高速公路上。但城市中央还有另一片沥青——拉布雷亚沥青坑,其中保存着更新世最后几个冰期留下的数百万块化石骨骼。化石之一是剑齿虎属(Smilodon),其长犬齿令人一眼就能辨认。
约五百万年前,一种完全不同的“剑齿虎”袋剑虎属(Thylacosmilus)生活在阿根廷和南美其他地区。袋剑虎是有袋类,剑齿虎则是胎盘哺乳动物;然而袋剑虎也长着同样的上犬齿,而且与剑齿虎一样,下颌具有保护性的骨质突缘。这两种哺乳动物的相似性,是平行演化(parallel evolution)或趋同演化(convergent evolution)的众多例子之一:特定语境或环境会使不同物种演化出非常相似的结构(Gould, 1980)。

语境对另一种不那么生物性的“有机体”——词——的相似性同样重要。出现在相似语境中的词往往具有相似含义。词的分布方式之相似与其含义之相似之间的联系,称为分布假说(distributional hypothesis)。这一假说最早由 Joos(1950)、Harris(1954)和 Firth(1957)等语言学家于 20 世纪 50 年代提出。他们注意到,同义词(如 oculist 和 eye-doctor)倾向于出现在相同环境中(如 eye 或 examined 附近),而两个词之间意义差异的大小,大致对应其环境差异的大小(Harris, 1954, p. 157)。
本章介绍嵌入(embeddings):直接从文本中的词分布学得的、表示词义的向量。嵌入位于大语言模型和其他现代应用的核心。本章介绍的静态嵌入(static embeddings),是第 7 章和第 9 章将讨论的 BERT 等更强大的动态嵌入(dynamic embeddings)或上下文化嵌入(contextualized embeddings)的基础。
研究嵌入及其意义的语言学领域称为向量语义学(vector semantics)。嵌入也是本书第一个表示学习(representation learning)的例子:自动学习输入文本的有用表示。寻找这种自监督的语言表示学习方法,而非通过特征工程手工构造表示,是现代 NLP 的重要原则(Bengio et al., 2013)。