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非线性递归神经网络相关性的统计

神经元与认知 2026-04-23 v2 无序系统与神经网络 神经与进化计算 高能物理 - 理论 生物物理

摘要

相关性的统计是刻画递归神经网络集体动力学的关键量。我们推导了在神经元数量 N 趋于无穷大的情况下,针对高斯退火无序情形下的非线性递归网络相关性统计表达式,包括系统的 1/N 修正项。我们的方法使用网络随机动力学的路径积分表示,将描述简化为少数集体变量,从而实现了高效计算。这一结果推广了针对线性网络的先前结果,纳入了广泛的非线性激活函数家族,这些激活函数以相互作用项形式出现在路径积分中。这些相互作用可以解决线性理论的不稳定性,产生严格为正的参与维数。我们给出了幂律激活函数的具体结果,揭示了由网络耦合控制的尺度行为。此外,我们引入了一类基于 Pade 近似的激活函数,并为其相关性统计提供解析预测。数值模拟确认了我们的理论结果,误差极小。我们还与研究退火无序情形的先前工作进行了比较,据此我们提出了一个用于更一般的彩色噪声情形的新型自洽方程。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.21742,
  title  = {Statistics of correlations in nonlinear recurrent neural networks},
  author = {German Mato and Facundo Rigatuso and Gonzalo Torroba},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21742},
  year   = {2026}
}

备注

39 pages, 9 figures