awesome-neural-geometry
awesome-neural-geometry 是一个精心策划的开源资源库,专注于探索大脑神经活动与深度神经网络中“表示几何”的前沿研究。它致力于解决一个核心难题:如何运用高深的数学工具(如群论、微分几何、拓扑学和信息几何)来解读复杂智能系统内部的数据结构与动态变化。通过弥合抽象数学理论与具体 AI 应用之间的鸿沟,该项目帮助研究者从几何视角洞察智能的本质。
这份清单特别适合人工智能研究人员、计算神经科学家以及对几何深度学习感兴趣的开发者使用。无论是需要入门抽象代数基础的学生,还是寻求最新论文、数据集和软件库的资深专家,都能在这里找到宝贵的学习资料。其独特亮点在于高度的社区协作性,内容源自"Symmetry and Geometry in Neural Representations"专业社区的共同贡献,并持续更新。资源分类清晰,涵盖从通俗易懂的视频教程到专业的学术教材,甚至包括相关的会议信息,为用户构建了一个从理论入门到科研实战的完整知识生态,是跨学科研究者的理想导航图。
使用场景
某神经科学实验室的研究团队正试图利用几何深度学习理论,分析大脑皮层神经元群体在决策过程中的高维表征流形结构。
没有 awesome-neural-geometry 时
- 数学门槛极高:团队成员需花费数周在 arXiv 和谷歌学术中盲目搜索“李群”、“微分几何”等跨学科教材,难以区分哪些资料适合 AI 背景的研究者。
- 工具链断裂:找到了理论公式,却找不到对应的开源代码库来实现“神经流形对齐”或“等变神经网络”,导致算法只能停留在纸面推导。
- 领域知识孤岛:计算神经科学与几何机器学习的最新进展分散在不同社区,团队错过了将脑科学发现转化为网络架构改进的关键灵感。
- 复现成本高昂:缺乏统一的数据集索引和基准测试列表,复现前沿论文中的几何表征实验需要从头清洗数据并搭建环境。
使用 awesome-neural-geometry 后
- 学习路径清晰:直接获取按“抽象代数”、“信息几何”分类的精选教材与视频教程(如 3Blue1Brown 的直观讲解),团队成员在一周内补齐了必要的数学基础。
- 即插即用生态:通过"Software Libraries"板块快速定位到支持李群操作的深度学习框架,迅速将理论模型转化为可运行的代码原型。
- 跨界融合加速:借助"Computational Neuroscience"与"Geometric ML"的资源映射,团队成功借鉴大脑表征的对称性原理,优化了现有网络的泛化能力。
- 复现效率倍增:利用 curated 的数据集和会议论文集,两天内便复现了基准实验,并将研发周期从数月缩短至数周。
awesome-neural-geometry 通过消除数学理论与工程实践之间的鸿沟,让研究人员能专注于用几何视角洞察智能的本质,而非迷失在文献的海洋中。
运行环境要求
未说明
未说明

快速开始
令人惊叹的神经几何学
这是一份精心整理的资源与研究合集,内容涉及大脑、深度网络及其他领域的表征几何学,并由 神经表征中的对称性与几何 Slack 工作区的成员共同协作创建。
本项目目前仍在持续更新中。欢迎通过 PR 提交您的贡献!
目录
教育资源
抽象代数 + 群论
教材与讲义
- 群论:入门教程 (2019)
卢西亚诺·达·丰图拉·科斯塔 - 张量在计算中的应用 (2021)
Lek-Heng Lim - 调和分析与表示理论概览 (2021)
Gallier & Quaintance - 表示理论的基本概念 (2013)
Amritanshu Prasad - 有限群的表示理论 (2012)
Bemjamin Steinberg - 物理学家的群论精要 (2016)
Anthony Zee - 矩阵函数:理论与计算 (2008)
Nicholas J. Higham - 凸优化 (2004)
Stephen Boyd, Lieven Vandenberghe
课程、讲座与视频
- 群论精髓 适合初学者
Mathemaniac - 抽象代数 适合初学者
Socratica - 欧拉公式结合群论简介 培养直觉
3blue1brown - 什么是张量?
XylyXylyX - 表示理论
数学博士 Bob - 面向人工智能的范畴论
线上课程,2022年10月
微分几何 + 李群
教材与笔记
- 李群、李代数与表示论 (2003)
布莱恩·C·霍尔 - 微分几何与李群:计算视角 (2020)
加利耶 & 奎因坦斯 - 黎曼几何与几何统计导论:从基础理论到Geomstats的实现 (2022)
尼古拉·吉吉、妮娜·米奥兰、泽维尔·佩内克 - 几何、拓扑与物理 (2003)
中原 - 微分形式与联络 (2012)
达令 - 联络、曲率与示性类 (2017)
洛林·W·图 - 黎曼流形,曲率导论 (2000)
约翰·M·李 - 微分几何综合导论 (1999)
迈克尔·斯皮瓦克 - 黎曼几何 (2001)
米哈伊尔·波斯特尼科夫 - 爱丽丝在可微奇迹中的冒险:神经网络设计入门 (2024)
西蒙·斯卡达帕内 - 黎曼流形导论 (2018)
约翰·M·李
课程、讲座与视频
- 几何与拓扑 和 对称性 适合初学者
肖恩·卡罗尔 - 计算机科学中的微分几何
贾斯汀·所罗门 - 离散微分几何
卡内基梅隆大学 - 什么是流形?
XylyXylyX - 流形
罗伯特·戴维 - 李群与李代数
XylyXylyX - 理论物理的几何解剖学讲座
弗雷德里克·舒勒 - 与伯尼(黎曼)共度周末
索伦·豪贝格 @ DTU - 黎曼与高斯相遇阿西莫夫:机器人学习、优化与控制中的几何方法教程
IROS 2022 - 黎曼几何与非欧几里得数据的机器学习
朴和张 2019
笔记本与博客文章
- 微分几何与机器学习导论
Geomstats Jupyter笔记本 - 面向机器学习的微分几何
罗杰·格罗斯 - 流形:温和入门
布赖恩·肯格 - 机器学习的微分几何
邱贤赫 - 基于黎曼几何的情报与意识数学框架
孟璐
信息几何
入门读物
动力学
教材与笔记
- 非线性动力学与混沌:应用于物理、生物、化学和工程(非线性研究) (2000)
史蒂文·H·斯特罗加茨 - 非线性振荡、动力系统与向量场的分岔 (1983)
约翰·古肯海默、菲利普·霍姆斯 - 现代动力系统理论导论 (2012)
阿纳托尔·卡托克、鲍里斯·哈塞尔布拉特
拓扑
课程、讲座与视频
教材、笔记
- 基础应用拓扑学
罗伯特·格里斯特 - 拓扑机器学习方法综述 (2021)
费利克斯·亨塞尔、迈克尔·穆尔、巴斯蒂安·里克 - 拓扑深度学习:图、复形、层 (2022)
克里斯蒂安·博德纳尔 - 拓扑深度学习:超越图数据 (2023)
穆斯塔法·哈吉及合作者 - 拓扑深度学习架构:消息传递型拓扑神经网络综述 (2023)
马蒂尔德·帕皮永及合作者 - 拓扑流形导论 (2011)
约翰·M·李 - 代数拓扑 (2001)
艾伦·哈彻 - 拓扑学 (1974)
詹姆斯·芒克雷斯 - 图论 (2008)
艾德里安·邦迪、U.S.R. 穆尔提
几何机器学习
教材与综述
- 统计学中的群不变性应用 (1989)
莫里斯·伊顿 - 机器学习中的群论方法 (2008)
里西·孔多尔,博士论文 - 模式理论:现实世界信号的随机分析 (2010)
大卫·芒福德和阿涅斯·德索努 - 几何深度学习:网格、群、图、测地线与规范场 (2021)
_迈克尔·M·布朗斯坦、琼·布鲁纳、塔科·科恩、彼得·韦利奇科维奇 - 等变卷积网络 (2021)
塔科·科恩,博士论文 - 光滑流形上的优化导论 (2022)
尼古拉斯·布马尔 - 超越欧几里得:一本关于使用几何、拓扑和代数结构进行现代机器学习的图解指南 (2025)
玛蒂尔德·帕皮永等人 - 神经网络参数空间中的对称性 (2025)
赵博、罗宾·沃尔特斯、罗斯·于 - 数据驱动的科学与工程:机器学习、动力系统与控制 (2022)
布鲁顿和卡茨 - 光滑流形导论 (2012)
约翰·M·李
课程、讲座与视频
- 几何深度学习 (第2版)
迈克尔·布朗斯坦、琼·布鲁纳、塔科·科恩、彼得·韦利奇科维奇 @ AMMI - CSC 2547:3D与几何深度学习中的机器学习方法最新进展 (2021)
阿尼梅什·加格 @ 多伦多大学 - 群等变深度学习导论 (2022)
埃里克·贝克尔斯 @ UvA - 意大利几何深度学习暑期学校 (2022)
克里斯蒂安·博德纳尔、迈克尔·布朗斯坦、弗朗切斯科·迪·乔瓦尼、皮姆·德·哈恩、莫里斯·魏勒 - COMP760:几何与生成模型 (2022)
乔伊·博斯和普拉卡什·潘加登 @ MILA
笔记本与博客文章
- 深度学习的几何基础
迈克尔·布朗斯坦、琼·布鲁纳、塔科·科恩和彼得·韦利奇科维奇 - 2022年几何与图机器学习会带来什么?
迈克尔·布朗斯坦 - 利用Jupyter笔记本进行形状分析的几何机器学习
妮娜·米奥兰
计算神经科学
教材
- 神经计算理论导论 (1991)
约翰·赫兹、安德斯·克罗格、理查德·G·帕尔默 - 理论神经科学 (2001)
彼得·戴扬 - 神经科学中的动力系统:兴奋性和爆发的几何学 (2006)
尤金·M·伊齐克维奇 - 神经元动力学:从单个神经元到网络以及认知模型 (2014)
武尔夫拉姆·格斯特纳、维尔纳·M·基斯勒、理查德·诺德和利亚姆·帕宁斯基 - 神经设计原理 (2015)
彼得·斯特林与西蒙·劳克林 - 神经科学原理,第六版 (2021)
埃里克·R·坎德尔、约翰·D·科斯特、萨拉·H·麦克、史蒂文·A·西格尔鲍姆
面向大众的书籍
教程
课程、讲座与视频
数据集
开源神经科学数据集
软件库
- Geomstats
- 流形上的计算、统计与机器学习
- Giotto TDA
- 拓扑数据分析
- E3NN
- E(3)等变神经网络
- equivariant-MLP
- 构建适用于任意矩阵群的等变多层感知机
- SHTOOLS
- 用于球谐函数相关计算的 Python 库
- LieConv
- 将卷积神经网络推广至任意连续数据上,实现对李群的等变性
- Open Neuroscience
- 神经科学领域的开源工具与软件数据库
- LieTorch
- 面向 PyTorch 的几何机器学习及李代数分析工具
- pyRiemann
- 基于正定矩阵黎曼几何的多元数据机器学习
- Pymanopt
- 流形上的优化
- Geoopt
- 基于 PyTorch 优化器的黎曼自适应优化方法
- TopoX
- 离散拓扑域上的计算、嵌入与深度学习
- TopoBench
- 拓扑深度学习基准测试
会议与研讨会
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