推理强化模型中思维链的本质

DeepSeek R1 的出圈是近来最大热度的焦点。它不仅在数学、代码等强推理能力上追平了 OpenAI 头部推理模型 o 系列,而且在语言文字的创造力和模仿力方面产生让人惊艳的效果。尤其是在中文(国学)的能力方面,大家都体会到了奇迹般地能力跃升。

这一切都要感谢推理强化的 CoT(思维链)。CoT 为什么这么有效,这么神奇,文理通吃,在强化中最大化了其赋能作用呢?

应该主要是因为 CoT 是从大模型自主生成出来的 tokens,它有效降低了从 query 到 answer 的 perplexity(困惑度),好像为出彩表现提供了一个桥梁。看过CoT输出的同学都有体会,桥梁本身并不总是精彩,常常给人的感觉是小题大作,瞻前顾后、啰哩啰嗦、信息冗余、思路沉闷,但精彩的answer却可以借助它面世。从第一性原理看,这里似乎涉及perplexity在信息论中的深刻含义。

CoT的本质

  1. 从信息论角度理解CoT的作用:
  • CoT是在high-perplexity的query和answer之间搭建的低熵通道
  • 通过逐步分解,每一步的条件概率都变得更趋"自然"和丝滑,符合语言模型的本性
  • 最终让看似"跳跃"的推理结论,变成了一系列"小步走"的累积
  1. 用信息熵的视角来看:
  • 对于复杂问题,直接从query到answer需要跨越很大的信息鸿沟,这“迫使”模型以幻觉应急,胡乱输出一个 answer
  • 而CoT的每一步都在降低局部的条件熵
  • 就像把一个大的信息压缩/解码任务分解成多个小的压缩/解码任务
  1. 这解释了为什么"平庸"的CoT也如此有效:
  • 它的作用不在于过程步骤的内容本身有多精彩
  • 而在于它创造了一条信息熵递减的路径
  • 模型可以沿着这条路径稳定地向目标迁移
  1. 这也解释了为什么DeepSeek的训练如此有效:
  • 不是教会模型更"聪明"的推理,这在文科类任务中根本就无法定义
  • 而是优化了它构建这种低熵通道的能力
  • 本质上是优化了信息流的路径规划

这个观点为理解CoT提供了一个新的视角,把表面上的"思维链"重新诠释为信息论意义上的"熵减(entropy reduction)途径"。这对无须过程监督的结果驱动的强化学习是一个合理的解释:

过程很重要,但过程监督并不重要,因为大模型本身自然产生的过程数据比任何人类监督更加实用和可行。

 

 

【相关】

发布者

立委

立委博士,出门问问大模型团队前工程副总裁,聚焦大模型及其AIGC应用。Netbase前首席科学家10年,期间指挥研发了18种语言的理解和应用系统,鲁棒、线速,scale up to 社会媒体大数据,语义落地到舆情挖掘产品,成为美国NLP工业落地的领跑者。Cymfony前研发副总八年,曾荣获第一届问答系统第一名(TREC-8 QA Track),并赢得17个小企业创新研究的信息抽取项目(PI for 17 SBIRs)。

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

这个站点使用 Akismet 来减少垃圾评论。了解你的评论数据如何被处理