从热力学到AI核心——Softmax的前世今生元宇宙胖大叔

7/14/2026

每个深度学习模型最后一层都在用的 softmax,它的数学形式其实比计算机科学本身还早 80 年。这是一段横跨物理学、统计学和人工智能的奇妙旅程。

一、起源:热力学里的"偶然发现"(1868-1902)

玻尔兹曼的洞察

吉布斯的系统化

二、统计学的独立发现:多项 Logit 模型(1966-1969)

物理学家发明了公式后就放到一边了。几乎一个世纪后,统计学家和经济学家在解决完全不同的问题时,独立地"重新发明"了它。

从二分类到多分类

三、"Softmax" 这个名字的诞生(1989)

John Bridle 与 NIPS 1989

为什么叫 "softmax"?

四、神经网络时代的普及(1990s-2010s)

反向传播的完美搭档

ImageNet 时代的基石

五、Transformer 时代的新高度(2017-至今)

注意力机制的核心

大语言模型中的输出瓶颈

六、变体与探索

softmax 虽然好用,但并非完美。研究者们提出了各种变体:

七、历史时间线总览

八、为什么这个故事值得讲?

同一个公式,三个世界,三次发现:

物理学(1868):描述气体分子在能级上的分布

统计学(1966-1969):多类别概率建模

深度学习(1989-至今):激活函数 + 注意力机制

同一个公式,三个世界,三次

这可能是数学史上最美的巧合之一:21 世纪最强大的 AI 模型,其核心运算的数学形式,是一个维也纳物理学家在蒸汽机还没普及的年代,为了理解气体分子的行为而写下的。

也让人不禁想:今天躺在某个学科课本里的公式,会不会就是下一个 AI 革命的基石?

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