“知识”都有哪些种(机器学习视角)

前言

这种知识分类完全是从机器学习理论中引入到日常学习中的。

正文

若以任务类型为视角,则知识可划分为

  • 分类(classification)
  • 回归 (regression)

一、“君子和而不同,小人同而不和”

分类知识是最常用的。它们是判断一个事物属于哪个类型,也出现在各式各样的决策中。

例1:判断一个数字是偶数还是奇数(二类)

  • 输入:任意数字
  • 输出:是否为偶数

例2:判断一个行为是不是爱情(二类)

  • 输入:任意事件
  • 输出:是否为爱情

例3:从外表判断某人的年龄段(三类)

  • 输入:某人外表
  • 输出:少年或青年或老年

例4:判断一个生物属于植物、动物、昆虫、微生物等(超过三类)

  • 输入:某生物的特征
  • 输出:哪种生物类别

例5:判断一个发音属于哪个单词(数千类)

  • 输入:某段发音
  • 输出:哪个单词

例6:决定是否与某人结婚

  • 输入:相处时观察到的言行与家庭等综合因素
  • 输出:结婚与否

例7:决定是否买车

  • 输入:个人与环境等综合因素
  • 输出:是否买车

在没有计算机扩展我们自身能力之前,思考类知识中大部分都是分类知识。在中国古代的著作里,如《论语》、《孟子》等留下来的知识也都是分类知识。「君子和而不同,小人同而不和」可用于判断君子和小人。

分类知识可以说是最重要,可往往也是数学中最容易被轻视的知识。因为应用任何知识之前,都是先用分类知识来判断问题属于哪一类,然后才能够应用公式和性质来解决。由于很多学生缺少这类知识的训练,造成他们只会做逻辑题,却难以解决应用题,更无法用数学知识解决生活问题。让学生误以为数学只是一种智力游戏。

很多题解不出来是因为学生不根本无法判断某个问题属于哪一类,连用公式和性质的机会都没有。遇到这种情况时,很多家长和老师都简单的归因为“不熟”,提升方式也基本靠悟。但是什么叫“不熟”?这种“不熟”又该如何提升。

很多人往往是工作了以后才提升了该能力,因为他们遇到了很多实际例子,基本等于重学了一遍。不觉得很奇怪吗?本该在学校学习的东西反而不得不在工作中才真正学会。可这并非没有办法的事情,因为只要在学生阶段针对性的用实际例子来训练这类知识,就不必在工作中来重新学习了。

比如学习三角函数时,第一个要学习的知识不是三角函数的公式,而是要学会判断哪些东西可被视为三角形的各个角和边。世界上没有“三角形”这种东西,是人们观察了很多个实例,总结共性后所抽象出来的知识。在学习时也需要通过很多个实例才能将这种知识迁移到学生的脑中。只有当学会了判断它后,才能够将三角函数的知识应用于机器人的控制,飞机的导航,傅里叶变换,周期性动画的制作等。

而在画思维导图时,这类知识对应的关键词一般是主谓结构。你会自我提问“它是什么”来明确输入输出,问“为什么是”来决定判断的边界(依据)。

一个事物(输入)都有哪些类(输出)

例1:比如知识的分类(上)里的大脑模式视角这个关键词(输入)是主语,系动词被思维导图的连线代替了,谓语(输出)拥有两类:

  • 输入:大脑模式视角
  • 输出:思考类或运动类
  • 边界:是否依靠意识

一个知识(输入)都有子知识(输出)

例2:思考类与运动类的速度特点这个关键词这个关键词(输入)是主语,谓语(输出)拥有4个子知识(自己定):

  • 输入:特点
  • 输出:速度、精度、因素量、并行

二、从定性到定量

另一种只是不再是判断类别,而涉及如何从一种状态变成另一种状态。大都数的运动类都是回归知识。一个问题既可以被当作回归来处理(定量),也可以当作分类来处理(定性)。 在判断完问题属于哪一类后,可精准预测的定量的知识就更有价值。

例1:走路

  • 输入:环境
  • 输出:大脑送给肌肉的信号

例2:炒菜的放盐量

  • 输入:食材数量
  • 输出:该放多少盐

例3:从外表判断某人的实际年龄(分类时判断年龄段)

  • 输入:某人外表
  • 输出:年龄

例4:射击游戏的鼠标移动

  • 输入:游戏画面情况
  • 输出:手臂肌肉移动

三、高阶知识:数学

想特别说明的就是数学的知识,所有的数学的公式都是别人总结好的“知识的描述”,是纯粹的关系,而且是将同一类知识进行二次提取。比如 y = ax + b 这种关系可以表示所有符合线性关系的知识。

例1:西瓜斤数与总价的关系

  • 输入:斤数
  • 输出:总价

例2:光的传播时间与位移

  • 输入:时间
  • 输出:位移

例3:超过3公里时北京市出租汽的行驶距离与价格

  • 输入:距离
  • 输出:价格

当作为二阶知识时,线性关系这个分类知识的:

  • 输入:某个知识
  • 输出:是否为线性

这里我将问题留个读者:数学明明被用于所有科学的现实问题,可为什么大部分人都觉得自己学不会。一遍一遍的记住了数学公式,甚至理清了这些公式是怎么来的,但在现实问题面前全面崩溃。为什么大部分人都难以学好数学?

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