浅析ChatGPT: 历史沿革、应用现状及前景展望

近年来，人工智能技术接连取得突破，尤其是在强化学习、大规模语言模型和人工智能生成内容技术等方 面，正逐步成为各个行业的创新驱动力。OpenAI于 2022年 11月 30日发布的 ChatGPT由于具有惊人的自然语言理 解和生成能力，引起全社会大范围的关注，成为全球热议的话题，并被广泛应用于各个行业。仅两个月后，ChatGPT 的月活跃用户数便达1亿，成为史上用户数增长最快的消费者应用。鉴于ChatGPT目前造成的影响，对其进行全面 的分析较为必要。本文从历史沿革、应用现状和前景展望这3个角度对ChatGPT进行剖析，探究其对社会的影响、技 术的原理和挑战以及未来发展的可能性，并从模型能力的角度简要介绍 GPT-4相对于 ChatGPT的改进。作为一个 现象级技术产品，从技术角度而言ChatGPT对相关领域具有里程碑式的重要意义，从应用角度而言其可能会给人类 社会带来巨大的影响。ChatGPT有潜力成为计算机领域最伟大的成就之一。但就目前而言，ChatGPT仍然存在一些 局限，尚未达到强人工智能的水平。在当前阶段，研究人员需要对人工智能技术持有自信和谦虚学习的态度，继续 发展相关的技术研究和应用。在人工智能时代，人工智能技术已经普及到许 多行业，为底层技术赋能升级，并在各种应用场景中 发挥着重要作用。其中，最常见的应用场景包括自 然语言处理、计算机视觉、推荐系统以及预测分析 等。

人工智能技术在持续提高和改进，并不断冲击 着人类的认知。 2012年，ImageNet图像识别比赛中，一种神经网 络模型（AlexNet）（Krizhevsky 等，2017）首次展现了 明显超越传统方法的能力。2016年，AlphaGo（Silver 等，2016）战胜了围棋世界冠军。在那之前，人们普 遍认为这个古老的中国棋类游戏由于具有过高的复 杂性而难以被人工智能系统模拟。2017 年，Google 的 Vaswani等人（2017）提出 Transformer 深度学习模 型架构，奠定了当前大模型领域主流的算法架构基 础。2018 年，谷歌提出了大规模预训练语言模型 BERT （bidirectional encoder representations from transformers）（Devlin等，2019），该模型是基于 Transformer 的双向深层预训练模型，其模型参数首次超 过了 3亿规模（BERT-Large约有 3. 4个参数）；同年， OpenAI 提出了生成式预训练 Transformer 模型—— GPT（generative pre-training）（Radford等，2018），大大 地推动了自然语言处理领域的发展。2018年，人工 智能系统 OpenAI Five（Berner 等，2019）战胜了世界 顶级的 Dota 2 人类队伍，人工智能在复杂任务领域 树立了一个新的里程碑；此后，Google DeepMind 团 队提出的AlphaFold（Jumper等，2021）以前所未有的 准确度超越了人类研究者在蛋白质结构预测上的表 现，突破了人们对人工智能在生物学领域的应用的 想象。2019 年，一种人工智能系统 AlphaStar（Viny⁃ als 等，2019）战胜了世界顶级的 StarCraft II 人类选 手，为人工智能在复杂任务领域的未来发展提供了 更加强有力的支持。2020年，随着OpenAI GPT-3模 型（Brown 等，2020）（模型参数约 1 750 亿）的问世， 在 众 多 自 然 语 言 处 理（natural language processing， NLP）任务中，人工智能均表现出超过人类水平的能 力。2021 年 1 月，Google Brain 提出了 Switch Trans⁃ former模型（Fedus等，2021），以高达1. 6万亿的参数 量成为史上首个万亿级语言模型；同年 12 月，谷歌 还提出了 1. 2亿参数的通用稀疏模型 GLaM（Du等， 2022），在多个小样本学习任务的性能超过 GPT-3。 2022年 2月，人工智能生成内容（artifical intelligence generated content，AIGC）技 术 被《MIT Technology Review》评选为 2022年全球突破性技术之一。同年 8月，Stability AI开源了文字转图像的Stable Diffusion 模型（Rombach等，2022）。同样在8月，艺术家杰森· 艾伦（Jason Allen）利用AI工具制作的绘画作品《太空 歌剧院》（Théâtre D’opéra Spatial），荣获美国科罗拉 多州艺术博览会艺术竞赛冠军，相关技术于年底入 选 全 球 知 名 期 刊《Science》年 度 科 技 突 破（Break⁃ through of the Year 2022）Runners-up 第 2 位（https:// www. science. org/content/article/breakthrough-2022）。

近几年，自然语言处理技术逐渐成为了各个行 业关键的创新驱动力。其中 2022 年 12 月公布的 ChatGPT 则是生成式人工智能技术的佼佼者，几乎 可以赋能各个行业。随着人工智能技术的不断提 高，ChatGPT 作为一种先进的语言模型受益于更大 的模型尺寸、更先进的预训练方法、更快的计算资源 和更多的语言处理任务。因此，它已广泛应用于各 行各业，并成为全球热议的话题。本文将尝试剖析 ChatGPT，评估其舆论影响力 和应用现状，归纳其特性；简要分析其背后的技术原 理，探讨其可扩展性；评估其存在的技术挑战及局 限，讨论其未来的发展和应用前景，并从模型能力的 角度简要介绍GPT-4相比于ChatGPT的改进