一覺(jué)醒來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)社區(qū)炸了鍋。

因?yàn)樽钚卵芯堪l(fā)現(xiàn)，只要對(duì)GPT-3說(shuō)一句“讓我們一步一步地思考”，就能讓它正確回答出以前不會(huì)的問(wèn)題。

比如下面這個(gè)例子：

16個(gè)球中有一半是高爾夫球，這些高爾夫球中有一半是藍(lán)色的，一共有幾個(gè)藍(lán)色的高爾夫球?

(問(wèn)題不難，但要注意這是零樣本學(xué)習(xí)，也就是說(shuō)AI訓(xùn)練階段從沒(méi)見(jiàn)過(guò)同類(lèi)問(wèn)題。)

如果要求GPT-3直接寫(xiě)出“答案是幾”，它會(huì)給出錯(cuò)誤答案：8。

但加上讓我們一步一步地思考這句“咒語(yǔ)”后，GPT-3就會(huì)先輸出思考的步驟，最后給出正確答案：4!

而且這并不是巧合，研究團(tuán)隊(duì)在論文中做了充分的驗(yàn)證。

上面的問(wèn)題出自經(jīng)典的MutiArith數(shù)據(jù)集，專(zhuān)門(mén)考驗(yàn)語(yǔ)言模型做數(shù)學(xué)題的能力，GPT-3本來(lái)在零樣本場(chǎng)景下準(zhǔn)確率僅有17%。

這篇論文中總結(jié)了9個(gè)最有效的提示詞，其中換著花樣讓GPT-3逐步思考的前6個(gè)都讓準(zhǔn)確率暴漲到70%以上。

甚至一句最簡(jiǎn)單的“Let’s think”(讓我們想一想)都能漲到57.5%。

這感覺(jué)，就像是幼兒園阿姨在哄小朋友……

這個(gè)技巧似乎也不需要對(duì)GPT-3做魔改，已經(jīng)有人在OpenAI官方Demo上成功復(fù)現(xiàn)，甚至換成中文也行。

英文題干中文提示，GPT-3給出正確中文答案。

最早把這篇論文轉(zhuǎn)發(fā)到社交網(wǎng)絡(luò)的谷歌研究員表示，新的all you need增加了。

看到這里，各路大佬紛紛腦洞大開(kāi)，玩起了梗。

如果鼓勵(lì)A(yù)I“你能行的，我相信你”會(huì)怎樣?

威脅AI一下說(shuō)“時(shí)間不多了”或者“你頭上有把槍”又會(huì)如何?

對(duì)AI說(shuō)“開(kāi)車(chē)穩(wěn)一點(diǎn)”會(huì)成為自動(dòng)駕駛解決方案嗎?

還有人提出，這簡(jiǎn)直和科幻故事《銀河系漫游指南》的劇情一樣，實(shí)現(xiàn)通用人工智能的關(guān)鍵是知道如何正確地向AI提問(wèn)。

那么，這種神奇現(xiàn)象究竟怎么回事?

語(yǔ)言大模型是零樣本推理者

發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的是谷歌大腦與東京大學(xué)的合作研究，探索了語(yǔ)言大模型在零樣本場(chǎng)景下的表現(xiàn)。

論文標(biāo)題《語(yǔ)言大模型是零樣本推理者》還致敬了GPT-3的《語(yǔ)言模型是少樣本學(xué)習(xí)者》。

所用方法屬于Chain of Thought Prompting (思維鏈路提示，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CoT)，今年一月剛由谷歌大腦團(tuán)隊(duì)提出。

最早的CoT應(yīng)用于少樣本學(xué)習(xí)，在提問(wèn)的同時(shí)給一個(gè)分步驟回答的示例來(lái)引導(dǎo)AI。

這次的最新研究提出零樣本CoT，主要改動(dòng)是簡(jiǎn)化了示例的部分。

• 第一步，把題干改寫(xiě)成“Q：xxx，A：xxx”的形式，其中觸發(fā)句A可以提取出語(yǔ)言模型的思考過(guò)程。
• 第二步屬于額外實(shí)驗(yàn)，增加了“答案是……”的提示促使語(yǔ)言模型給出最終答案。

這樣做最大的好處是通用，不再需要對(duì)不同問(wèn)題類(lèi)型提供專(zhuān)用的示例。

論文中對(duì)各類(lèi)問(wèn)題做了充分實(shí)驗(yàn)，包括12項(xiàng)測(cè)試：

• 6個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題測(cè)試集，SingleEq、AddSub、SVAMP和更有挑戰(zhàn)的MultiArith, AQUA-RAT, GSM8K。
• 2個(gè)常識(shí)推理測(cè)試集，CommonsenseQA和StrategyQA。
• 2個(gè)符號(hào)推理測(cè)試集，Last Letter Concatenation和Coin Flip。
• 以及BIG-bench中的日期理解問(wèn)題、跟蹤亂序物體任務(wù)。

與普通的零樣本學(xué)習(xí)相比，零樣本CoT在其中10項(xiàng)中取得更好效果。

△右側(cè)值為額外實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在比較有難度的MultiArith和GSM8K數(shù)學(xué)測(cè)試中，用GPT-3最新版本Text-davinci-002 (175B)做了更深入實(shí)驗(yàn)。

如果給8次嘗試機(jī)會(huì)取最好結(jié)果，還能進(jìn)一步提升準(zhǔn)確率至93%。

在錯(cuò)誤結(jié)果分析中研究人員還發(fā)現(xiàn)，很多問(wèn)題中其實(shí)AI的推理過(guò)程是正確的，只是答案無(wú)法收斂至唯一確定時(shí)會(huì)給出多個(gè)備選。

論文的最后，研究團(tuán)隊(duì)提出這項(xiàng)研究不僅可以作為零樣本CoT的基線，更希望讓學(xué)界認(rèn)識(shí)到在構(gòu)建微調(diào)數(shù)據(jù)集和少樣本提示模版之前，充分發(fā)掘語(yǔ)言大模型零樣本能力的重要性。

研究團(tuán)隊(duì)來(lái)自東京大學(xué)松尾研究室。

負(fù)責(zé)人松尾豐教授，同時(shí)是軟銀董事會(huì)中的第一位人工智能專(zhuān)家。

團(tuán)隊(duì)成員中的客座教授顧世翔來(lái)自谷歌大腦團(tuán)隊(duì)，顧世翔本科師從三巨頭之一Hinton，博士畢業(yè)于劍橋大學(xué)。

加點(diǎn)“魔法”已經(jīng)成為AI圈新潮了

零樣本CoT究竟為何起作用還有待探索。

不過(guò)有人實(shí)驗(yàn)得出，這種辦法似乎只對(duì)GPT-3(text-davinci-002)比較有效，他嘗試了001版本，發(fā)現(xiàn)收效甚微。

他列出了一個(gè)自己做的例子。

提問(wèn)：請(qǐng)將machine，learning中每個(gè)單詞的最后一個(gè)字母連起來(lái)。

GPT-3在提示下給出的答案是連起來(lái)了兩個(gè)單詞中的所有字母。

對(duì)此，作者之一顧世翔回復(fù)表示，其實(shí)“咒語(yǔ)”對(duì)初始版、改良版的GPT-3都有效果，這些結(jié)果在論文中也有體現(xiàn)。

也有人發(fā)出質(zhì)疑，表示難道深度學(xué)習(xí)變成了一場(chǎng)找“神奇咒語(yǔ)”的游戲?

同時(shí)，我們?cè)谕虏坳?duì)伍里又看到了馬庫(kù)斯的身影。

他也列出了一個(gè)失敗的例子，GPT-3在“咒語(yǔ)”加持下也沒(méi)弄明白，莎莉的牛到底會(huì)不會(huì)起死回生……

不過(guò)值得注意的是，類(lèi)似這種稍微給AI加點(diǎn)小魔法，提升效果立竿見(jiàn)影的例子已經(jīng)不稀奇了。

有網(wǎng)友分享，自己用GPT-3時(shí)加幾個(gè)中間命令，確實(shí)能得到更滿(mǎn)意的結(jié)果。

此前谷歌和MIT的研究人員發(fā)現(xiàn)，無(wú)需更改底層架構(gòu)，只要訓(xùn)練語(yǔ)言模型會(huì)像程序員debug時(shí)那樣“打斷點(diǎn)”，模型讀代碼、做算術(shù)的能力唰唰唰地就上去了。

原理也非常簡(jiǎn)單，就是在計(jì)算步驟較多的程序里，讓模型把每一步都編碼成文本，并將它們記錄到一個(gè)稱(chēng)為“便簽”的暫存器中。

由此一來(lái)，模型的計(jì)算過(guò)程變得更加清晰有序，性能自然大幅提升。

還有本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中用來(lái)測(cè)試的Instruct GPT-3，也是一個(gè)典型的例子。

只需讓GPT-3從人類(lèi)反饋中強(qiáng)化學(xué)習(xí)，它就能明顯改善答非所問(wèn)的情況。

具體來(lái)看就是先用一些人類(lèi)的示范回答微調(diào)模型，然后收集某個(gè)問(wèn)題的幾組不同輸出數(shù)據(jù)，人工對(duì)幾組答案進(jìn)行排序，并在此數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練獎(jiǎng)勵(lì)模型。

最后，使用RM作為獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)，近端策略?xún)?yōu)化(PPO)算法微調(diào)GPT-3策略，以強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法最大化獎(jiǎng)勵(lì)。

包括引爆這次話(huà)題的推特博主Aran，正是當(dāng)初發(fā)現(xiàn)加一句“虛幻引擎”就能讓AI生成圖像畫(huà)質(zhì)飛升的那位。

前谷歌機(jī)器人大佬Eric Jang此前也發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)也能運(yùn)用類(lèi)似的思維來(lái)提升計(jì)算效率。

也有人表示，這種用在AI上的技巧，不正是自己平常動(dòng)腦時(shí)會(huì)用的嗎?

實(shí)際上，此前Bengio就從腦科學(xué)入手，提出AI的運(yùn)轉(zhuǎn)模式應(yīng)該像人類(lèi)動(dòng)腦模式一樣。

人類(lèi)的認(rèn)知任務(wù)可以分為系統(tǒng)1認(rèn)知和系統(tǒng)2認(rèn)知。

系統(tǒng)1認(rèn)知任務(wù)，是指那些無(wú)意識(shí)完成的任務(wù)。比如你可以馬上辨別出手里拿的是什么東西，但是卻無(wú)法和別人解釋?zhuān)约菏窃趺赐瓿蛇@個(gè)過(guò)程的。

系統(tǒng)2認(rèn)知任務(wù)，是指人類(lèi)大腦需要按照一定步驟完成的認(rèn)知。比如做一道加減法運(yùn)算，你可以很清楚地解釋最終答案是如何得出的。

而這次加的“咒語(yǔ)”，正是讓AI更進(jìn)一步，學(xué)會(huì)按步驟來(lái)思考。

面對(duì)這樣的趨勢(shì)，有學(xué)者認(rèn)為“提示工程正在取代特征工程”。

那么“提示詞獵人”會(huì)成為下一代NLP研究者的外號(hào)么?

論文地址：??https://arxiv.org/abs/2205.11916??

參考鏈接：

[1]https://twitter.com/arankomatsuzaki/status/1529278580189908993

[2]https://evjang.com/2021/10/23/generalization.html