Large language models exhibit remarkable emergent behaviors, yet the physical mechanism governing their collective dynamics remains poorly understood. Cognitive Field Theory predicts that learning organizes collective dynamics through the infrared accumulation of slow relaxation modes, enhancing memory self-energy, long-memory dynamics, and collective susceptibility. Here we test this framework directly in Transformer dynamics. Using publicly available Pythia language models, we extract relaxation spectra from layer Jacobians throughout training, prompt ensembles, network depth, and model scale, allowing the collective observables of Cognitive Field Theory to be measured quantitatively. The measurements reveal pronounced infrared reorganization of the relaxation spectrum. Slow relaxation modes progressively accumulate toward the infrared, producing an approximately flat time-scale density of states, \( ρ(λ)\simλ^β,\ β\simeq-0.1, \) while the corresponding memory kernel exhibits universal scaling, \( K(t)\sim1/t. \) The collective observables further reveal a critical formation process: the memory self-energy reaches a transient maximum during early training before relaxing toward a metastable near-critical regime. Prompt-resolved and token-subspace measurements show that distinct local Jacobians converge toward the same normalized infrared TDOS, consistent with an infrared fixed-point organization under coarse graining. The reproducibility of the same infrared organization across training, prompt ensembles, network depth, and Transformer model scales establishes infrared slow-mode organization as a universal collective principle underlying Transformer dynamics and provides the first quantitative experimental realization of the collective observables introduced by Cognitive Field Theory.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
大模型5个公式化讲解,附视频与Slides
专知会员服务
40+阅读 · 2024年2月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
绝对干货!NLP预训练模型:从transformer到albert
新智元
14+阅读 · 2019年11月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员