news 2025/12/25 9:56:09

Langchain-Chatchat支持古籍文献智能检索

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张小明

前端开发工程师

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Langchain-Chatchat支持古籍文献智能检索

Langchain-Chatchat支持古籍文献智能检索

在中华文明绵延数千年的文字长河中,无数典籍承载着先贤的思想智慧。然而,这些珍贵的古籍大多以非结构化文本或扫描图像的形式存在,查阅困难、理解门槛高,使得许多研究者即便皓首穷经也难以高效获取所需信息。今天,随着大语言模型(LLM)与本地知识库技术的发展,我们终于迎来了一个转折点:让机器真正“读懂”古文,并以自然语言对话的方式为人类服务

Langchain-Chatchat 正是这一趋势下的代表性开源系统。它不依赖云端API,无需上传任何敏感数据,即可在本地服务器上构建完整的私有知识问答闭环。尤其对于古籍这类文化价值极高、对外传播受限的资料而言,这种“离线可用、安全可控”的特性显得尤为关键。


这套系统的魔力从何而来?我们可以把它想象成一位精通古代汉语的数字助手——它首先把整部《四库全书》“读过一遍”,然后将其中的知识打散、编码、存储进一种特殊的“记忆库”;当你提问时,它迅速从记忆中找出最相关的片段,结合上下文理解你的意图,再用现代人能听懂的语言给出回答,甚至标注出处章节。

这个过程背后,融合了三大核心技术模块:LangChain 框架的流程编排能力、大型语言模型的理解生成能力,以及向量数据库的语义检索能力。它们不是孤立存在的组件,而是像齿轮一样紧密咬合,共同驱动整个智能检索系统运转。

从文档到“记忆”:LangChain 如何重塑古籍处理流程

传统文档检索往往止步于关键词匹配。你搜“仁”,就只能找到包含这两个字的句子,而无法发现那些表达相似思想但用词不同的段落。LangChain 的出现改变了这一点——它不再把文档当作静态文件,而是作为可被解析、切分、嵌入和调用的数据流。

以一份PDF格式的《论语注疏》为例,LangChain 首先通过PyPDFLoader将其内容提取出来。接下来的关键一步是文本分块。由于古籍常有长篇连贯论述,若简单按字符长度切割,很容易在半句话处截断,导致语义断裂。为此,系统通常采用RecursiveCharacterTextSplitter,优先按段落、句号等自然边界划分,同时设置一定重叠区域(如前后50字),确保上下文连贯性。

from langchain.document_loaders import PyPDFLoader from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter loader = PyPDFLoader("lunyu_zhushu.pdf") documents = loader.load() text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=500, chunk_overlap=50) texts = text_splitter.split_documents(documents)

分好块之后,每个文本片段会被送入嵌入模型进行“意译式编码”。这里所说的“编码”,并不是翻译成白话文,而是将其语义转化为一个768维(或其他维度)的数学向量。这个向量就像一段“思想指纹”,两个意思相近的句子,即使用词完全不同,其向量距离也会很近。

目前中文场景下表现较好的嵌入模型包括moka-ai/m3e-baseBAAI/bge-small-zh。特别是后者,在处理文言文中常见的抽象概念(如“道”、“礼”、“性”)时展现出较强的表征能力。实测表明,当输入“天命之谓性”与“人生而静,天之性也”时,模型能够识别出二者在哲学内涵上的高度关联。

最终,所有向量都被存入 FAISS 这样的本地向量数据库中,形成一套完整的“可检索记忆”。整个流程由 LangChain 统一调度,开发者只需定义链条(Chain),后续执行完全自动化。


让古文“开口说话”:本地大模型的角色远不止生成答案

很多人误以为,大语言模型在这个系统里只是个“答题机器人”——拿到检索结果后写几句总结而已。其实不然。LLM 扮演的是“语义桥梁”和“解释引擎”的双重角色

试想这样一个问题:“《孟子·尽心上》中‘民为贵’的思想与黄宗羲《明夷待访录》有何异同?”这个问题本身就跨越了千年时空,涉及两套不同的政治哲学体系。仅靠检索匹配关键词显然不够,必须有人能理解“民本”这一核心理念在不同历史语境下的演变。

这时候,本地部署的 LLM 就派上了大用场。比如使用经过中文强化训练的ChatGLM3-6BQwen-7B,它们不仅能准确解析文言句式,还能基于检索到的原文片段,归纳要点、比较异同、甚至指出学术争议点。

更关键的是,这些模型可以在消费级显卡(如RTX 3090/4090)上运行,配合量化技术(如GGUF+llama.cpp)甚至能在无GPU环境下启动。这意味着博物馆、高校研究所完全可以自建一套专属的知识问答平台,无需担心数据外泄。

下面是集成 LLM 与检索链的核心代码:

from langchain.chains import RetrievalQA from langchain.llms import HuggingFacePipeline import torch from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM, pipeline model_path = "THUDM/chatglm3-6b" tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True) model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True).half().cuda() pipe = pipeline( "text-generation", model=model, tokenizer=tokenizer, max_new_tokens=512, temperature=0.7, top_p=0.9, repetition_penalty=1.15 ) llm = HuggingFacePipeline(pipeline=pipe) qa_chain = RetrievalQA.from_chain_type( llm=llm, chain_type="stuff", retriever=vectorstore.as_retriever(search_kwargs={"k": 3}), return_source_documents=True )

值得注意的是,这里的chain_type="stuff"表示将所有检索到的文档块拼接后一次性输入模型。虽然简单直接,但在处理较长上下文时容易超出模型窗口限制。对于古籍研究这类需要高精度引用的场景,建议改用map_reducerefine模式,分阶段提炼信息,提升回答质量。

此外,针对文言文输出不稳定的问题,可在 prompt 中加入明确指令,例如:

“请以现代汉语解释以下古文含义,并保持原意忠实度,避免主观臆断。”

这类提示工程技巧虽小,却能在实际应用中显著降低“幻觉”风险。


超越关键词:向量检索如何实现“按意索书”

如果说传统的搜索引擎是“查字典”,那么向量检索更像是“找感觉”。它不关心你用了哪个词,只在乎你说的是不是那回事。

FAISS 作为 Facebook 开源的相似性搜索库,正是这套“感觉匹配”机制的技术基石。它的底层原理并不复杂:每段文字变成向量后,系统通过计算欧氏距离或余弦相似度,快速定位与问题最接近的几个文档块。

import faiss import numpy as np dimension = 768 index = faiss.IndexFlatL2(dimension) vectors = np.random.rand(100, dimension).astype('float32') index.add(vectors) query_vector = np.random.rand(1, dimension).astype('float32') distances, indices = index.search(query_vector, k=3) print("最相似文档索引:", indices)

尽管这段代码只是示意,但它揭示了一个重要事实:检索速度与准确性高度依赖索引结构的设计。面对百万级古籍条目,若使用朴素的线性搜索(IndexFlatL2),响应时间可能长达数秒。因此在真实部署中,普遍采用 IVF-PQ(倒排文件 + 乘积量化)等优化策略,在精度损失极小的前提下将查询提速数十倍。

更重要的是,语义检索打破了文体和版本的壁垒。比如用户问:“有哪些诗句描写‘孤独登高’的情绪?”系统不仅能返回杜甫《登高》中的“万里悲秋常作客”,也可能命中陈子昂《登幽州台歌》的“念天地之悠悠”,尽管两者用词毫无交集,但情感向量极为接近。

这正是向量检索最令人兴奋的地方:它开始触及“意义”的本质,而不仅仅是符号的排列组合。


实际落地:如何构建一个可运行的古籍问答系统?

理想很丰满,落地需务实。在一个典型的古籍数字化项目中,完整的系统架构如下:

[用户界面] ↓ (HTTP 请求) [Flask/FastAPI 服务层] ↓ (调用处理链) [LangChain 流程引擎] ├── 文档加载器 → 解析 PDF/TXT/DOCX ├── 文本分块器 → 切分为语义单元 ├── 嵌入模型 → 生成向量表示 └── 向量数据库 → 存储与检索 ↓ [本地大语言模型] ← 检索结果 + 问题 → 生成回答 ↓ [返回结构化结果给前端]

该系统可在一台配备NVIDIA GPU的服务器上独立运行,全程无需联网。对于图书馆、档案馆等单位来说,这完全符合文化遗产保护的安全规范。

在具体实施过程中,以下几个设计细节至关重要:

  1. 文本预处理不可忽视
    古籍中普遍存在异体字(如“説”与“说”)、通假字(如“蚤”通“早”)。建议在入库前统一做规范化处理,或在检索阶段启用模糊匹配策略,避免因字形差异导致漏检。

  2. 分块策略影响检索效果
    对于议论文类典籍(如《孟子》),宜按章句切分;而对于诗歌集(如《全唐诗》),则应整首保留,防止意境割裂。实践中可结合元数据动态调整策略。

  3. 模型选型要因地制宜
    若侧重古文理解,可尝试专门微调过的模型(如“Yi”系列在文言任务上的优异表现);若追求响应速度,则选择参数较小但推理高效的模型(如 Qwen-1.8B)。

  4. 建立反馈闭环持续优化
    提供“答案是否有帮助”按钮,收集用户反馈;定期分析未命中查询日志,补充训练样本或调整嵌入模型阈值。


当技术遇见传统:不只是工具,更是文化的转译者

Langchain-Chatchat 的意义,早已超越了一般意义上的信息检索系统。它正在成为连接古今的一座桥梁——让沉睡的典籍得以“对话”,让艰涩的文字变得可触可感。

某高校在整理《永乐大典》残卷时曾面临巨大挑战:全书涉及万余种文献,内容交叉繁复。借助该系统,研究人员只需输入“宋代医药方剂中常用的人参配伍有哪些?”,即可自动聚合分散在不同册卷中的相关条目,并由模型生成简明摘要,效率提升十倍以上。

更深远的影响在于教育与普及。中小学教师可通过该平台快速查找经典原文及权威解读,用于课堂教学;普通公众也能通过手机端提问,“亲耳聆听”孔子谈“仁”、庄子论“逍遥”。

未来,随着更多专为古汉语优化的嵌入模型和轻量化LLM陆续发布,这套系统还将拓展至校勘比对、思想脉络追踪、跨文明对比分析等更高阶的应用场景。

技术不会替代学者,但它能让学者走得更远。而我们所守护的,不仅是数据的安全,更是文明传承的尊严与温度。

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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