依 IAP 2026 官方講義、投影片、錄影與三個 lab（含官方解答），逐講讀 MIT 6.S184：從 ODE／SDE、flow matching、score matching、classifier-free guidance、DiT 與 latent space，一路到離散擴散。
MIT 6.S184 是 IAP（1 月獨立活動期）的短課：5 講（第 3 講拆成 3-A、3-B 兩支錄影）、3 個 lab，加上一份 84 頁、官方稱為「課程骨幹」的講義。講義、slides、6 支錄影、lab notebook 與官方解答全部公開，是 A3 足以自學。缺的只有兩塊：lab 繳交走 Canvas 裡的 Gradescope，只有 MIT 修課生能用；第 5 講離散擴散沒有對應 lab。
MIT 6.S184 第 1 講先把「生成一張狗的圖」改寫成「從資料分佈取樣」，再給出取樣的機器：從高斯雜訊出發，沿著神經網路給的向量場模擬一條 ODE（flow model），或在每一步再加一點 Brownian motion 的雜訊，變成 SDE（diffusion model）。實際模擬各用一個最簡單的數值方法：Euler 和 Euler–Maruyama。怎麼訓練那個向量場，留到第 2 講。
MIT 6.S184 Lab 1 分三部分：先寫 Euler 和 Euler–Maruyama 的 step 函式，再用它們模擬 Brownian motion 與 Ornstein–Uhlenbeck 過程，觀察 σ 和 θ 怎麼決定軌跡與終點分佈，最後實作 Langevin dynamics，看一團點怎麼被推向一個五峰高斯混合，並用一段手算證明 OU 過程就是目標為高斯的 Langevin dynamics。題目、程式框架與官方解答都在 GitHub；校外讀者沒有 Gradescope 評分，只能自己對解答。
我們想學的是「邊際向量場」：沿著它跑 ODE，雜訊會流成資料。問題是它要對整個資料集積分，算不出來。Flow matching 的解法是改成回歸「條件向量場」，也就是只把雜訊推向單一資料點的那個場，這個有公式。講義 Theorem 12 證明兩個 loss 只差一個常數、梯度相同。落到 CondOT 路徑上，訓練只剩一行：取資料 z、雜訊 ε、時間 t，讓網路在 tz+(1−t)ε 這個點預測 z−ε。
分數函數是 log 密度的梯度，指向機率上升最快的方向。在高斯路徑上，它和上一講的向量場都是 x 與 z 的線性函數，所以可以互相換算（講義 Proposition 1）：學會一個，就等於學會另一個。有了分數，就能在 ODE 上加任意強度的雜訊變成 SDE，而且每個時刻的分佈不變（Theorem 17）。分數本身也能用跟 flow matching 同一招學：回歸條件分數。這在高斯路徑上等於讓網路預測當初加進去的雜訊，也就是 DDPM 的訓練目標。
Lab 2 把講義 §3–4 寫成 PyTorch：先實作高斯條件路徑、條件向量場、條件分數，再用兩個幾乎一樣的 trainer 分別做 flow matching 和 score matching，接著用 Proposition 1 從學到的向量場換算出分數，最後換成線性路徑，讓一個圓環分佈流成棋盤格。全部在 2D 玩具資料上跑。README 記載 1/11/26 修過一個 diffusion coefficient 的 bug；2026-09-30 查看時，這個修正只出現在解答 notebook，學生版還沒改，做之前要自己補上。
把 prompt 當成神經網路的額外輸入，理論上就能從 p_data(x|y) 取樣，但實際生成的圖不夠貼 prompt。第 3B 講用 Bayes 定理把有條件向量場拆成「無條件向量場＋一個分類器梯度」，把分類器那項放大 w 倍就是 classifier guidance；再把分類器換成「有條件減無條件」的差，就得到不用訓練分類器的 CFG：ũ = (1−w)·u(x|∅) + w·u(x|y)。訓練只要以機率 η 把標籤換成空標籤 ∅。代價是每一步要呼叫網路兩次，而且 w>1 之後就不再是從資料分佈取樣。
前幾講的演算法已經完整，第 4 講處理規模化時的兩個工程問題。第一，網路要吃圖片、時間 t 和 prompt 三種輸入，吐出一樣大的向量場，所以用 U-Net 或 diffusion transformer（DiT），時間用 Fourier 特徵嵌入、文字用凍結的 CLIP／T5 嵌入。第二，像素空間太大，所以先訓練一個 VAE 把圖壓進 latent space，在那裡做 flow matching，最後再解碼。Stable Diffusion 3 與 Meta Movie Gen Video 都是這套配方：latent 空間裡的 flow matching＋DiT 變體＋CFG。
Lab 3 在 MNIST 上從零組出一個有條件的 latent diffusion model，分四段：先用 label dropout 寫 CFG 訓練（在三群高斯混合上驗證），再一塊一塊寫 diffusion transformer（Fourier 時間嵌入、patchify、多頭注意力、adaLN-Zero、depatchify），接著寫一個 VAE，最後把 DiT 搬進 VAE 的 latent 空間訓練。題目與官方解答都公開；繳交走 Canvas 裡的 Gradescope，只有 MIT 修課生能用。
文字是一串離散 token，沒有方向可以走，ODE 和 SDE 都不存在。第 5 講把前四講的配方原封不動搬過來，只換掉底層的隨機過程：向量場換成 rate matrix，ODE 換成連續時間馬可夫鏈（CTMC），continuity equation 換成 Kolmogorov forward equation。用 factorized mixture path 當機率路徑時，要學的邊際 rate matrix 只剩一個未知數：給定加噪句子，每個位置原本是哪個 token 的機率。於是訓練離散擴散模型變成對每個位置做分類，loss 就是 cross-entropy；把雜訊設成全部 [mask]，就得到 masked diffusion language model。