Python学习100天（从入门到精通系列文章）
文章目录
- Python学习100天（从入门到精通系列文章）
- 前言
- 一、神经网络的基本概念
- 1.1 从生物神经元到人工神经元
- 1.2 神经网络的基本构成
- 二、神经网络的工作原理
- 2.1 最简单的神经网络
- 2.2 神经元的数学表达
- 2.3 常用激活函数详解
- （1）Sigmoid 函数
- （2）Tanh 函数（双曲正切函数）
- （3）ReLU 函数（Rectified Linear Unit）
- （4）Leaky ReLU 函数
- 2.4 前向传播与反向传播
- 三、实战案例
- 3.1 使用 scikit-learn 构建神经网络
- 3.2 优化网络结构
- 3.3 MLPClassifier 关键超参数说明
- 3.4 使用 PyTorch 构建神经网络
- 3.5 神经网络解决回归问题
- 四、常见错误与避坑指南
- 错误1：隐藏层神经元数量设置不当
- 错误2：未对数据进行标准化处理
- 错误3：忘记调用 model.eval() 进行预测
- 参考链接
- 总结
前言
在上一篇文章中，我们学习了集成学习算法，通过组合多个弱学习器来构建强学习器。今天我们将进入深度学习的大门，学习神经网络模型——它是现代人工智能的基石，也是图像识别、语音处理、自然语言理解等领域的核心技术。本文将从神经元的基本构成讲起，逐步深入到激活函数、反向传播算法，并通过 scikit-learn 和 PyTorch 两种框架带你动手实践。适合有一定机器学习基础、想系统了解神经网络的读者。
一、神经网络的基本概念
1.1 从生物神经元到人工神经元
在人类的大脑中，神经元（neuron）是负责信息传递和处理的单元，神经元通过化学信号和电信号进行交流，这是人类记忆、感觉、运动等功能的基础。神经元包含了轴突（axon）和树突（dendrite），树突负责接收信号，轴突负责发送信号，此外细胞体也是神经元的重要部分，起到整合和传递信息的作用。神经元之间的连接通过突触（synapse）传递化学信号或电信号来实现，一个神经元可能会与成千上万个神经元连接，构成错综复杂的神经网络。
人在刚出生时，大脑中有约 860 亿神经元，大部分神经元是不会再生的，所以这个数字会随着年龄的增长而略为减少。新生儿的大脑拥有数量极其庞大的突触连接，为未来的学习和适应奠定基础。
重要澄清：很多科普文章都宣传神经网络模型是模拟人脑神经元的计算模型，通过多层神经元连接来完成复杂的非线性映射，但是没有证据表明大脑的学习机制与神经网络模型机制相同。虽然神经网络
