最小核心揭密:語言模型推理痕跡常見過度冗贅

研究針對語言模型產出的長推理痕跡是否過度冗長。作者提出「最小核心」概念,透過壓縮比、冗餘質量等指標,抽出保存答案或預測分布的最少步驟。結果顯示平均可刪除46%步驟且86%情況保留原答案,核心三步貢獻65%必要性。此外最小核心在區分正誤痕跡、降維與跨模型移轉上也有明顯改善。

語言模型最小核心結構圖

最小核心揭示模型推理痕跡多半過度冗贅

研究指出,語言模型常生成超出必要的長推理痕跡,但多數步驟對最終預測並非不可缺。團隊提出「最小核心」概念,尋找能維持答案或預測分布的最小步驟子集,並引入壓縮比、冗餘質量、步驟必要性與必要性集中度等指標。

在六組基準測試(涵蓋算術、競賽數學、科學專家推理與常識多跳問答)上,研究以貪婪最小核心抽取法為主。結果顯示,平均可刪除46%步驟,且在86%案例下仍保留原答案。衡量也表明,前三步平均承擔65%的必要性質量,顯示預測支持高度集中。

除了壓縮效益,最小核心讓推理幾何更清晰:與完整痕跡相比,正誤痕跡分離提升11個百分點,估計內在維度下降34%,不同模型間答案轉移亦能保留高比例。此外,論文提供最小充分子集存在性、貪婪消除的局部不可約性與冗贅檢證等理論保證,指向完整痕跡常為冗贅且最小核心可揭示預測的實際支撐結構。

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原始來源:ArXiv AI


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