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当你在2017年第一次听说Transformer时，可能不会想到这个模型会在短短三年内彻底改变NLP领域。想象一下，原本需要数周训练的翻译模型，现在用Transformer架构几天就能达到更好的效果；那些让程序员们头疼的梯度消失问题，突然变得不再重要。这一切的魔法钥匙，都藏在一个叫做"注意力机制"的黑匣子里。本文要做的，就是把这个黑匣子拆解成乐高积木，让你看到每个零件的运作原理。准备好了吗？我们要从最基础的神经元开始，一路讲到GPT-4的秘密。

一、注意力机制：让AI学会"划重点"的魔法

1.1 传统神经网络的致命缺陷

在Transformer出现之前，RNN（循环神经网络）是处理序列数据的标配。但每个学过RNN的人都会遇到这样的噩梦：当处理"The cat, which ate all the fish in the aquarium that was bought last week, is sleeping"这样的长句子时，RNN就像得了健忘症的老人，记不住句首的主语是什么。

这是因为RNN的隐藏状态要像接力棒一样逐个传递，经过数十个时间步后，初始信息早已面目全非。更要命的是，这种串行结构让GPU的并行计算能力完全使不上劲——就像让法拉利跑车在乡间小道上行驶。