编程语言AI算法
大模型时代程序员的正确姿势与应对策略
AIGC 技术重构了软件开发流程，降低了个体开发门槛。本文探讨大模型时代程序员的认知转变，指出除数学基础外，宏观感性认知与工程实践能力更为关键。文章分析了大语言模型的工作原理、Tokenization 缺陷、Prompt 工程方法（CoT, ToT）及评估挑战，并提供了从 API 接入到本地部署的决策建议，以及系统化的学习路径，帮助开发者在 AI 浪潮中建立竞争优势。
AIGC 技术重构了软件开发流程，降低了个体开发门槛。本文探讨大模型时代程序员的认知转变，指出除数学基础外，宏观感性认知与工程实践能力更为关键。文章分析了大语言模型的工作原理、Tokenization 缺陷、Prompt 工程方法（CoT, ToT）及评估挑战，并提供了从 API 接入到本地部署的决策建议，以及系统化的学习路径，帮助开发者在 AI 浪潮中建立竞争优势。
过去的一年中，最炙手可热的是以扩散模型和大语言模型为代表的 AIGC 技术的普及。在可预见的未来，这种热度仍将持续下去。无论主观上是否愿意，AIGC 已经在重构我们的工作流程，重构人与人、人与机器、机器与机器的关系。上一次类似的技术变革还是上个世纪 90 年代末，互联网走向普通大众的时代。那也是一个软件英雄辈出的时代，求伯君、丁磊、王江民、梁肇新、洪以容、张小龙皆以一己之力做出了风靡全国的产品。
后来由于软件架构的日益复杂，特别是 B/S 以及移动端开发的日益复杂，2010 年后小团队创业成功的案例已经很少了。正如互联网时代网络增进了人与人之间的联系，"网聚人的力量"释放出了巨大的生产力。在 AIGC 的时代，计算机的能力得到了极大的增强，人与机器、机器与机器之间的协作构成了新的工具杠杆，加之开源软件的广泛应用使得个体、小团队重新获得了竞争优势，在 AIGC 的时代又出现了小团队拥有巨量用户的示例。
如果说二十五年前的互联网革命个体进入门槛是编程的能力，AIGC 时代则在编程能力之外还增加了对熟练开发或应用 AI 的能力。
提起程序员转型到 AI，很多人的直觉是：搞 AI 啊，那数学得好吧，从高等数学、集合论、概率论、测度论、线性代数、泛函分析、凸优化整起。对于非数学专业和多数工科背景的人这个要求足以劝退。
但是在实践中，除了做 AI 编译器、优化器搞模型训练，绝大多数工作并不需要这些数学知识。以 ResNet 为例，设计这一网络架构只需要信息论的相关的知识就足够了，正如我们开汽车并不需要了解如何最优化发动机、电动机的工况。
定量的理性认知固然很好，但是很多场景下，宏观的感性认知已经足以指导我们日常的决策。
从分词算法的研究我们可以发现，引入当前数据集无关的外部领域知识可以提升系统的综合性能（F1 Score），但是如何更好的构造关联到字的特征向量成为新的问题。基于神经网络的语言模型可以将稀疏高维的特性向量压缩到稠密低维的特征向量（A Neural Probabilistic Language Model, Yoshua Bengio 2003），并进而 Word2vec (Efficient Estimation of Word Representations of Vector Space, Tomas Mikolov, 2013) 发现可以对计算出的词向量执行语义计算。
而 GPT、BERT 等预训练大语言模型更是把英文单词都切分成了多个 token，交由神经网络本身在前 8 层 Transformer Block 进行还原。要完成这些工作，仍然不需要特别高深的数学知识，依赖的是巧妙的任务设计和对概率论的初步了解。
顺便提一句，在 BERT 时代，基于知识库的问答，BERT 已经显著优于关键词和向量召回。
由于预训练语言模型非常消耗算力，以微软 UniLM 为例，24 层的模型在 2019 年已经需要 8 卡 V100 并行计算近一个月。因此，在 2019 年 Google 提出了 T5 模型（Exploring the Limits of Transfer Learning with a Unified Text-to-Text Transformer, Colin Raffel, 2019）。虽然较现在的 LLM 能力稍弱，但是提出了可以基于前缀文本区分任务，进而在统一的框架内对语言模型进行预训练。例如当进行翻译任务时在需要处理的文本前面附加 translate English to German:，当需要进行文本情感分析时附加 sentiment:。类似的思路表现为现在的大语言模型普遍都有 SFT 或指令对齐阶段。
OpenAI 发现可以借助 Prefix 或者这里我们称它为 Prompt，可以激发模型未被设计、训练的新的能力。到 ChatGPT 为代表的大语言模型出现，传统意义上 NLP 的所有问题都得到解决，日常大量的文本处理类的工作可以无脑的使用大语言模型。但是，拥有了堪称强大的自然语言处理工具的现下，我们要解决的现实问题远没有得到解决，这甚至不是结束的开始，充其量只是开始的结束。
以最新的论文《Top in Chinese Data Processing: English Code Models》为例，其提出对于特定的中文应用（如 RAG，检索增强生成）语言模型中受限的中文知识反而有助于降低幻觉。这种现象的真实原因仍有待进一步研究，但是现有的部分中文大语言模型其 Tokenizer 部分是存在缺陷的。简单讲，中文历史上存在单字成词的传统，理论上在 Tokenizer 中除了单字和成语，不应该出现常见字的两字组合（鸳鸯、麒麟、凤凰等是特例）。更进一步的，如果字出现的频率不高，单字也可以不出现（回退到 OpenAI 的方案）。
考虑到现实的算力限制，并不是每个程序员都有机会从头训练大语言模型，但是我们仍然需要对大语言模型的工作原理以及其工作方式的可能解释进行研究，因为创新往往需要通过观察事物并深入了解其原理后才能产生。
在程序员的视角看，大语言模型的出现给程序开发带来了下面若干新问题：
在过去的一年多，多方 Prompt 进行了广泛的研究，提出了 CoT (Chain of Thought), ToT (Tree of Thoughts) 等一系列 Prompt 方法。从大语言模型的原理出发，应该怎样科学的研究 Prompt 的制作才不至于沦为'玄学'、'咒语'？
例如，Zero-shot Prompting 直接提问；Few-shot Prompting 提供示例；CoT 引导模型逐步推理。以下是一个简单的 Python 代码示例，展示如何使用 API 调用大模型并进行基础 Prompt 构建：
import requests
def call_llm(prompt, api_key):
url = "https://api.example.com/v1/chat/completions"
headers = {
"Authorization": f"Bearer {api_key}",
"Content-Type": "application/json"
}
payload = {
"model": "gpt-4-turbo",
"messages": [{"role": "user", "content": prompt}],
"temperature": 0.7
}
response = requests.post(url, json=payload, headers=headers)
return response.json()
# 使用思维链 (CoT) 示例
prompt = "请一步步思考这个问题：小明有 5 个苹果，吃了 2 个，又买了 3 个，现在有几个？"
result = call_llm(prompt, "YOUR_API_KEY")
print(result['choices'][0]['message']['content'])
大语言模型内置了大量的知识，这使得用户经常混淆其能力的来源，是来自预置知识、类比还是真实推理，以及更一般的这些知识如何增删改（CRUD）。这涉及到 RAG（检索增强生成）技术的应用，通过外挂知识库来补充模型的上下文窗口限制。
大语言模型能够借助其参数量模拟多种不同的人格，并预测对应人格在不同环境下可能的反馈，这有助于我们在不违反医学伦理的情况进一步的探索人类的认知。但在商业应用中，必须注意避免误导用户认为 AI 具有真实意识。
大模型的出现，固然带来了前所未有的挑战，但也为我们提供了一个深入了解我们自己、了解认知过程的机会。正如很多恐惧的根源是来自人类面对未知事物的本能，通过对大模型的探索，有助于我们发现并克服其局限，进而设计出更加智能、高效的应用。
由于新岗位的生产效率，要优于被取代岗位的生产效率，所以实际上整个社会的生产效率是提升的。但是具体到个人，只能说是：'最先掌握 AI 的人，将会比较晚掌握 AI 的人有竞争优势'。这句话，放在计算机、互联网、移动互联网的开局时期，都是一样的道理。
在 AIGC 的时代，计算机的能力得到了极大的增强，人与机器、机器与机器之间的协作构成了新的工具杠杆。作为程序员，我们不应仅仅满足于调用 API，而应深入理解模型背后的逻辑，才能在技术浪潮中立于不败之地。通过持续学习和实践，我们将能够设计出更加智能、高效的应用，真正释放 AI 的潜力。
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