78% 对 71%:OpenAI 让 AI 像小学生一样「写出解题步骤」,数学和对齐一起进步
E32: [Bonus Episode - The AI Breakdown] Can OpenAI's New GPT Training Model Solve Math and AI Alignment At the Same Time?
转载AI Breakdown节目,解读OpenAI新功能、网络安全资助计划,以及过程奖励模型对数学与对齐的意义。
2023 年 6 月 1 日,OpenAI 发了一篇论文,《Improving Mathematical Reasoning with Process Supervision》,用过程监督改进数学推理。英伟达高级研究科学家 Jim Fan 说,这个想法简单到一条推文就能装下:对有难度的分步问题,每一步都给奖励,别只到最后才结一次账。
效果立竿见影。只看最终答案给奖励的模型,在 MATH 数据集上做对约 71% 的题;给每一步推理打分的模型,做对约 78%。7 个百分点,新的最好成绩。
真正让 AI 安全圈坐不住的,是论文里的另一句话:过程监督在提升成绩之外,还有对齐上的好处。
成绩和安全,在 AI 圈里长期被当成一道二选一的题。这篇论文说,这次可以都要。
这期节目来自 Nathaniel Whittemore 的每日播客 The AI Breakdown,2023 年 6 月 3 日上线,作为 Nathan Labenz 的 Cognitive Revolution 加更发布。Labenz 自称 AI 侦察员,天天追新发布都追不过来,所以专门向听众推荐这位每天更新 15 到 20 分钟的同行:先快速过一遍当天头条,再深挖一个话题,而且敢于说「我不知道」。这一集的主菜是上面那篇论文,配菜也很扎实,从日本版权新政到 Sam Altman 闭门会上漏出的内幕,一条条看。
快讯:日本决定不管训练数据的版权了
先看一条可能影响全局的新闻。今年早些时候,图库巨头 Getty Images 起诉 Stability AI,指控对方拿约 1200 万张自有版权图片训练 Stable Diffusion。证据一度很直观:模型输出里偶尔会冒出 Getty 的水印。
日本的新态度可能直接改写这类案子的走向。文部科学大臣在最近一次公开会议上表示,训练 AI 模型这件事,日本不执行版权法。
相关报道还不多,但意图很清楚:日本担心版权纠纷拖慢自己相对国际对手的 AI 发展,干脆先把包袱放下,抢个身位。训练数据版权这个全球吵翻天的题目,日本选择直接跳过。会不会有国家跟进,是接下来值得盯的事。
澳大利亚走了另一条路。工业与科学部长 Ed Husic 发布两份 AI 研究文件,启动为期八周的公众咨询。澳大利亚 2018 年就出过自愿性质的 AI 伦理原则,这次开始讨论硬约束。Husic 说,社区里明显担心技术跑到了前面,政府有明确的责任去识别风险并设置限制。咨询文件里列的干预选项,从自愿伦理原则、技术标准,一路排到禁令和暂停令。
还有两条轻松的。一篇叫 GPT4Tools 的研究,教 LLaMA 这类开源模型调用工具,以此获得多模态能力。多模态早就是共识,模型能在图像、文本、音频、视频之间来回切换,但只有大厂才有算力和数据,开源社区得找巧劲,GPT4Tools 用的是 LoRA 这种省算力的微调技术。潜在应用列了一串:客服机器人、内容创作、无障碍工具、数据分析。NLW 自己就是用 ChatGPT 的新分享功能加论文插件做的速读。
另一条是设计师 Bjørn Karmann 做的概念相机 Paragraphica,一台没有镜头的相机。它靠位置、天气、时间这些数据拼出一段提示词,再让 AI 生成一张「照片」。比如阿姆斯特丹 Cliffordstraat 街,正午,多云,18 度,5 月 24 日星期三,附近有停车场和瑜伽馆,然后出图。
这条推文下面的争论很有代表性。一个叫 Tariq Khan 的人质问作者:做这个的意义是什么?它让社会更好,还是更虚假、更合成?被顶到最高的回复来自另一位网友,用的是那张经典的中智梗图:中间一层写着「不行,你不能搞创作,除非你的娱乐能推动人类前进」,而最上面 0.1% 和最下面 0.1% 的人都在说「这挺好玩的」。NLW 的态度是,具体观点他不站那边,但这种争论本身该有。
OpenAI 这两周:产品、政策两头烧
主菜之前,先把 OpenAI 最近的两周过一遍,节奏快得像赶工。
产品侧最大的一件,当然是 ChatGPT 的 iOS 应用上线。上线即登顶,先在美国,几天内扩到 12 个国家,再到 152 个国家和地区。NLW 认为最惊艳的是内置的 Whisper 语音转文字,他引用 Jackson Dahl 的话:单论转写质量,Whisper 和 Siri 的差距大得难以置信,「我多年来被训练成默认转写根本不能用,Siri 就是个彻头彻尾的糟糕产品」。OpenAI 开发者关系负责人 Logan Kilpatrick 在这条推文下面回了一句:6 月 5 日之后情况会变,苹果有很多能干的人一直在琢磨这个问题,苹果是一头睡着的巨人。那天正是 WWDC 开幕。
另外两个小更新。一是对话分享链接,ChatGPT 发布半年后终于能把自己和 AI 的聊天记录甩给别人看,NLW 说自己没刻意为之就高频用上了。二是插件搜索框,NLW 前一天刚做了一期「插件是不是被高估了」,举的例子就是插件连搜索都没有,结果不到 24 小时 OpenAI 就上了搜索框。不过他试完发现,搜索只匹配插件名称和描述里的文字:搜 finance 能出十几个理财插件,搜 money 一个都出不来。改进很大,粗糙也真实。
政策侧的动作更密。Sam Altman 前脚刚在参议院首场 AI 听证会上当完明星证人,表态支持设立专门机构、用发牌照制度管住超强模型的发布,后脚就被质疑这是监管俘获。OpenAI 干脆发了篇博客《超级智能的治理》,把立场摊开:第一,领先的几个开发方需要某种程度的协调;第二,最终可能需要一个类似国际核监管机构的组织,有权检查系统、要求审计、测试合规、限制部署规模和安全等级;第三,需要更多对齐研究,以及让超级智能变得安全的技术能力。同时他们强调,对开源模型和能力阈值以下的模型,不需要繁重的监管。Altman 想管的是 GPT-5 那个级别的家伙,不是折腾 LLaMA 的爱好者。
钱也撒出去了。一周前宣布「AI 的民主输入」资助计划,10 个名额,每个 10 万美元,资助研究「AI 在什么条件下该批评公众人物」「AI 的默认人格该怎么设定」这类问题的团队,理由是没有哪个人、哪家公司、哪个国家该独占这些答案。一周后又追加 100 万美元的网络安全资助计划,目标是改变网络攻防的力量对比,候选方向包括找源代码漏洞、识别社工攻击、GPU 上的机密计算、诱捕攻击者的蜜罐技术。政府层面关注 AI 风险时,视线大多放在这类具体的网络安全问题上,回形针那种极端场景排在后面,OpenAI 在这里刷存在感并不意外。
GPU,GPU,还是 GPU
比官方公告更有信息量的,是一段小道消息。Humanloop 的 CEO Raza Habib 是最近和 Altman 闭门聊天的约 20 名开发者之一,事后把要点写了出来。
第一条就解释了英伟达为什么成了万亿美元公司:OpenAI 现在被 GPU 卡脖子,卡得很死。Habib 说,这个话题贯穿了整场讨论,很多短期计划都被它推迟或改写。客户抱怨最多的 API 速度和稳定性,直接原因就是 GPU 短缺。32K 上下文窗口没法大范围开放,ChatGPT 普通用户还卡在 8K token,能塞进去的资料被切得七零八落。微调路线也受影响,他们自己的微调方法极其吃算力,连 LoRA 和适配器这类省卡的技术都还没用上。连 GPT-4 发布时演示过的多模态能力,都要等更多 GPU 到位才能推给所有用户。
GPU 这么紧,2023 年剩下的优先级就很清楚了。Habib 列了四条:更便宜更快的 GPT,这是第一优先级,Altman 的原话是要把「智能的成本」压到尽可能低;更长的上下文窗口;微调 API;还有一个有状态 API。现在的聊天 API 每次调用都要把整段对话历史重新传一遍,同样的 token 反复付费,未来会有记住对话历史的版本。
聊天里还有几个值得记的点。有开发者担心在 OpenAI API 上创业,怕哪天 OpenAI 自己下场做竞品。Altman 回应,OpenAI 无意做 ChatGPT 之外的产品,ChatGPT 的定位是一个超级聪明的办公助手,其他 GPT 用例留给别人。他还透露在考虑开源 GPT-3,并且认为开源会是 AI 政策未来的重要一环。关于规模化,尽管网上都在说巨型模型时代结束了,Altman 明确表示 OpenAI 仍然相信更大的模型会继续带来性能提升。
最有意思的是对插件的判断。很多开发者想要 API 版的 ChatGPT 插件,Altman 说短期内不会给,因为插件除了浏览网页,还没找到产品市场契合点。Habib 转述了 Altman 的原话:
很多人以为想把自己的应用放进 ChatGPT,实际上想要的是把 ChatGPT 装进自己的应用。
一句话,把当时关于插件生态的所有争论都收拢了。
主菜:给每一步打分
现在回到论文。要解决的问题是幻觉。论文开头写道:
最先进的模型仍会犯逻辑错误,也就是常说的幻觉。缓解幻觉,是构建对齐 AGI 的关键一步。
OpenAI 用 MATH 数据集做试验田,对比两种训练方式。一种叫结果监督,模型做完一整道题,只看最终答案对不对,对了给奖励。另一种叫过程监督,推理链条上的每一步都由人打分,每步对了才给奖励。
具体做法是,拿一个基础版 GPT-4,先用少量数学数据微调,让它看懂数学语言和输出格式,然后跳过常规的强化学习,直接训练并对比两个奖励模型,一个只看结果,一个过程和结果都看。
类比很好找。这就是小学数学老师的方法:光写答案不行,要写出解题步骤。只对答案的批改,学生蒙对了你也分不清是真会还是运气;逐步批改,错在哪一步一目了然。
结果前面说过了,71% 对 78%。但论文真正的野心在别处:过程监督直接训练模型产出人类认可的思维链,等于把人类的判断缝进了推理的每个环节。
推特上一位网友 AdaPie 的总结流传很广,他说这篇论文干脆改名叫「告别回形针最大化」得了。回形针最大化是 AI 安全领域最著名的思想实验:给 AI 定一个目标,比如生产最多的回形针,它可能推演出人类是实现目标的障碍,然后出大事。AdaPie 指出的变化是,这套训练把奖励从「最终目标」部分转移到了「过程」上,AI 想拿高分,就得一步一个脚印走得干净。人类的位置也上移了一级,从直接监督模型,变成监督给模型打分的奖励模型,监督成本随之下降。他还提到,OpenAI 在 AP 化学、物理等科目上测试,过程监督模型同样占优,未来完全可以用同样的方式教 AI 人类社会的规则和法律,就像教小孩那样。
更妙的是经济账。AI 圈一直有个说法叫对齐税:更安全的方法往往意味着更差的性能,所以大家不爱用。这篇论文里,过程监督模型不但更安全,成绩还更好,OpenAI 称之为负对齐税。安全方法第一次在性能上倒赚,这会推动更多人来用,对齐的副作用会跟着扩散。过程监督还附带可解释性红利,模型每一步推理都摆在明面上,人可以逐行检查,出错时还能定位到具体哪一步走偏,调试和审计都有了抓手。
代价也说清楚。过程监督需要大量人工标注,OpenAI 这次公开的数据集是 80 万条步骤级标签,覆盖 12000 道数学题的 75000 个解答。给每一步打分,比只看答案贵得多,这是这套方法目前最大的天花板。
NLW 的收尾很克制:能让模型既变强又变安全的东西不常见,也许有些人该把自己心里那个 p(doom),也就是 AI 引发灾难的主观概率,往下调一点。
明天就能用的几件事
- 写 prompt 的时候,要求模型分步推理再下结论。这篇论文验证了方向:对步骤的约束和检查,比只盯结果更能压低错误率。验收模型输出时也一样,按步骤拆开检查,比只看最终答案更容易定位问题出在哪。
- 做 AI 应用的,先别急着挤 ChatGPT 插件生态。Altman 自己都说插件除了浏览网页还没有产品市场契合点,把 ChatGPT 的能力接进自己的应用,比把应用塞进 ChatGPT 靠谱。
- 依赖 OpenAI API 的团队,盯住两件事:有状态 API 会省掉重复传对话历史的钱,更便宜的 GPT 和微调 API 都在 2023 年的路线上。另外 GPU 短缺短期不会缓解,涉及长上下文和多模态的功能规划,留出缓冲。
- 用 ChatGPT 的,去试 iOS 版的语音输入,Whisper 的转写质量是另一个时代的产物。
- 做研究或数据标注的,OpenAI 把 80 万条步骤级人类标注放出来了,这种规模的公开人类反馈数据不多,值得直接下载来研究。
最后记一句 Altman 在闭门会上的表态:尽管所有人都在说大模型到头了,OpenAI 仍然相信更大的模型会继续变强。2023 年 6 月这个节点上,两条路同时铺着,一条往更大里走,一条往每一步都更对里走。
This 20-min episode comes from our friend Nathaniel Whittemore's excellent daily podcast The AI Breakdown Podcast. This episode aired on June 1, 2023, and covers the latest developments from OpenAI, including new features, a cybersecurity grant program, and their new process rewards model for trading. We hope you enjoy it as much as we do.
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