A longstanding question in cognitive science concerns the learning mechanisms underlying compositionality in human cognition. Humans can infer the structured relationships (e.g., grammatical rules) implicit in their sensory observations (e.g., auditory speech), and use this knowledge to guide the composition of simpler meanings into complex wholes. Recent progress in artificial neural networks has shown that when large models are trained on enough linguistic data, grammatical structure emerges in their representations. We extend this work to the domain of mathematical reasoning, where it is possible to formulate precise hypotheses about how meanings (e.g., the quantities corresponding to numerals) should be composed according to structured rules (e.g., order of operations). Our work shows that neural networks are not only able to infer something about the structured relationships implicit in their training data, but can also deploy this knowledge to guide the composition of individual meanings into composite wholes.


翻译:认知科学中长期存在的一个问题涉及人类认知构成的学习机制。 人类可以推断感官观察(如听觉讲话)中隐含的结构化关系(如语法规则),并用这种知识指导更简单的含义组成复杂的整体。 人工神经网络的最近进展表明,当大型模型经过足够的语言数据培训时,其表达方式会出现语法结构。 我们将这项工作扩大到数学推理领域,从而有可能就含义(如数字的相对数量)如何按照结构化规则(如操作顺序)构成作出精确的假设。 我们的工作表明,神经网络不仅能够推断出其培训数据中隐含的结构化关系,而且还可以运用这种知识来指导个人含义的构成形成合成整体。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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