神经网络场论中的贝叶斯RG流
高能物理 - 理论
2025-03-05 v3 无序系统与神经网络
机器学习
摘要
神经网络场论对应(NNFT)是从神经网络(NN)架构映射到统计场论(SFT)空间的对应关系。贝叶斯重整�群(BRG)是一种信息论粗糙化方案,概括了exact重整�群(ERG)的原则,可适用于任意参数化概率分布,包括NN的参数。在BRG中,粗糙化是在参数空间中进行的,相对于由Fisher信息度量确定的信息论可区分尺度进行。在本文中,我们将NNFT和BRG统一,构成一种新型强大框架,用于探索NN和SFT的空间,我们将其称为BRG-NNFT。通过BRG-NNFT,NN训练动力学可解释为在SFT空间中沿信息论`IR'→`UV'方向的流。反之,对训练后网络参数施加信息论壳粗糙化,可在SFT空间中诱导从信息论`UV'→`IR'的流。当信息论截断尺度与标准动量尺度一致时,BRG等价于ERG。我们在两个可解析的例子中演示了BRG-NNFT对应关系。首先,我们为训练的、任意深度的无限宽度NN构建BRG流,适用于通用激活函数。作为一个特例,我们 then restrict 到具有单个无限宽度层、标量输出和广义cos-net激活函数的架构。在这种情况下,我们表明BRG粗糙化恰好对应于自由标量SFT的动量壳ERG流。我们的解析结果得到数值实验的支持:一组渐近宽NN被训练后,使用信息论壳BRG方案进行重整�。
引用
@article{arxiv.2405.17538,
title = {Bayesian RG Flow in Neural Network Field Theories},
author = {Jessica N. Howard and Marc S. Klinger and Anindita Maiti and Alexander G. Stapleton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.17538},
year = {2025}
}
备注
41 pages, 9 figures, 2 tables; clarified parts of text, fixed typos, added a pedagogical Bayesian inference example to section 2.1