No. 183·精读

写出GELU和MMLU的人,现在想给AI办一场“人类最后的考试”

GELU, MMLU, & X-Risk Defense in Depth, with the Great Dan Hendrycks

AI 安全中心执行主任 Dan Hendrycks 谈从激活函数、MMLU 到 AI 鲁棒性与治理的研究脉络,主张以纵深防御应对生存风险。

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中文精读由 AI 基于原始访谈改写,非官方翻译,可能存在偏差或错误;表述以原节目为准。

2016年,一个本科生在实习第一周写出一篇论文,提出一个新的激活函数GELU。八年后,这个函数跑在GPT、Grok、Llama几乎每一个前沿模型里,至今仍是他Google Scholar上引用量第一的论文。

这个人是Dan Hendrycks,AI安全中心(Center for AI Safety)执行主任,马斯克xAI的顾问,加州AI安全法案SB 1047背后的技术推手。2023年那份由OpenAI、DeepMind、Anthropic三家CEO联署的声明,也是他一手促成的:

“减轻AI带来的灭绝风险,应当与疫情、核战争等其他社会规模风险一样,成为全球优先事项。”

2024年10月,他在Nathan Labenz的播客Cognitive Revolution里聊了两个多小时,从激活函数聊到基准、越狱防御和地缘政治。挑干货讲。

GELU:实习第一周的顺手之作

GELU的公式看着唬人:x乘以正态分布的累积分布函数。灵感却很朴素。当时的标配ReLU是一条平线接一条直线,拐角尖锐。Dan的直觉来自信号处理:机器学习里,尖锐的东西通常不好,平滑的、概率化的东西通常更好。把阶跃函数换成平滑曲线,就有了GELU。同一篇论文里他还顺手命名了SiLU,如今同样随处可见。

至于它为什么有效,他给不出严格解释,也不觉得需要。音频处理里平滑滤波器普遍优于尖锐滤波器,这算一个类比,剩下的就是“试了,有效,就用”。深度学习是性能驱动的领域,很多方法连事后复盘都讲不清原理,这是和复杂系统打交道的日常。

这段经历也塑造了他的研究品味。他给AI系统唯一的可靠类比是复杂系统:猫、人脑、经济、生态圈。能力分布天生就是歪的,人类天天说话,转写成文字一半句子不合语法,算术烂得出奇,视觉系统却强得离谱。模型同样如此,IMO数学竞赛能拿银牌,同时数不清strawberry里有几个r。与其用“智能应该长什么样”去套它,不如直接看数字。他在aisafetybook.com上专门放了一讲复杂系统,那是唯一没把他带偏过的类比。

架构研究是一片“沉默的坟场”

主持人问到当时很火的KAN网络(Kolmogorov-Arnold Networks,MIT的刘子鸣和Max Tegmark团队提出,主打可学习激活函数)。Dan的回应相当冷。

自2017年Transformer出现以来,试图改进架构的努力是一片“沉默的坟场”。2016年他入行时,Layer Norm、Transformer这些基础组件还在接连出现,激活函数五花八门,而GELU和SiLU基本给这条线画上了句号。七年里唯一算数的架构变化是混合专家模型(MoE),效率提升大约30%,和算力翻10倍、数据翻10倍比起来不算什么。

他的核心判断:算法、数据、算力三要素里,算力和数据才是主瓶颈。他们统计了各种开源权重模型,把性能对训练算力画曲线,相关系数大约95%。各家训练配方不同、后训练方式不同,结果几乎落在同一条线上。实验室里的“秘方”,实际含量相当少。

过去七年最大的“算法进步”,在他看来是人类反复学会同一件事:多喂数据。BERT时代训练语料只有几个GB,RoBERTa翻了10倍,之后一路10倍下去。现在公开文本已经快喂完了,数据墙是真实的风险,合成数据能不能续上,没人知道。

至于视频和具身智能,他也不看好能救场。一个1GB的YouTube视频,转成文字稿只剩不到1KB,而且口语的信息密度远低于一篇精心打磨的论文。文件大小和智力含量是两回事。CLIP时代的研究也显示,图像理解对文本表征的提升几乎为零。他引用海伦·凯勒:盲人也能变得非常聪明,高级推理未必需要视觉。

MMLU:一个月复制粘贴出来的五年传奇

MMLU的诞生故事很随意。他原本在做伦理理解基准,发现模型开始有常识了,题目得加难度,于是想到侵权法和刑法题。法律题效果不错,干脆把人类考的各种试都搬进来:57个学科,从AP微积分到研究生物理,其中法律题约2000道。团队花一个月复制粘贴,数据集就成了。

NLP社区当时并不买账,批评这会诱导模型去背知识、放弃语言学。Dan的判断是:模型早就掌握了语法和基础英语,继续考“语言学理解”考不出差距,知识和考试才是下一步。发布MMLU时他们注意到模型在STEM科目上明显更差,于是又做了MATH数据集,12500道竞赛数学题。如今MMLU是最常用基准的第一名,LMSYS竞技场第二,MATH第三。

几个现在很有用的校准数字:

  • MMLU从GPT-4之后一直卡在87到89分附近。Dan的解释很直接:GPT-4用了约10的25次方FLOP训练,至今没有任何模型超过10的26次方FLOP,没有10倍规模升级,“停滞”的证据就不成立。ARC AGI Prize那批人喊“AGI进展停滞”,他的回应是:GPT-3之后也出现过一年空窗,原因只是等英伟达交货、建新集群。他预计6个月内会看到下一代模型。
  • 95分位的考生在各科目上平均能拿约90分,这是MMLU的“人类基准线”;而众包的普通人只能拿30到40分。马斯克的概括最传神:这基本是一张本科水平的知识技能卷。
  • 数据污染的指控被他用两个证据反驳:如果靠背答案,分数就不会继续跟着难度走,而专业法律题至今仍是最难的科目;Scale AI用自制的变体题测试,只抓到少数几个模型作弊,头部实验室基本干净。训练集本身(7500道题,重新收集要花几百万美元)拿来训练,他认为是合理的。

有人批评模型只是掌握了一个“技能目录”,遇到新题型就露馅。他搬出乔丹:乔丹说自己每场比赛都像训练,因为场上每个动作他都练过,做的时候只是调取。技能目录够大够稳,本身就是通用智能的形态。学生愿意每月花20美元拿ChatGPT作弊,就是能力真实的最好证明。

推理什么时候算过关?他给了一个标准:可靠性阈值。语音识别当年就是这样,能用和好用之间隔着一个阈值,跨过去,争论自然消失。推理还没跨过去,但如果这轮规模升级成功,一年内跨过完全可能。

“人类最后的考试”,和一份不打算被打穿的卷子

MMLU迟早会被打穿。Dan的新项目叫Humanity's Last Exam,人类最后的考试。玩法:向各领域专家征集难题,每人出一两道自己研究里真正难的问题,被录用就上论文署名,预计超过1000位共同作者,总奖金大约50万到100万美元,特等奖几千美元,普通好题几百美元。

设计逻辑:从“每个学科有好几本教科书”的MMLU,转向资料稀少、需要推理的冷门前沿。目标难度是当前模型正确率0到10%。作为参照,GPQA现在已经被做到55到60%,而且它只有500来道题,两次测试就能差出正负5%,对比模型很吃力。新基准要更大、更难,还会保留一部分私有题不公开,用来抓作弊。

他同时在做两个更“危险”的基准。一个是病毒学湿实验室测试:给模型看一张哈佛病毒学博士生实验台的照片,问下一步该做什么。这个分数必须压在低位,一旦逼近满分就等于武器扩散。另一个是Machiavelli基准:让模型玩文字冒险游戏,统计它撒不撒谎、坑不坑人、把不把别人当工具。这个基准做出来时Agent还没火,他特意说明:有些研究是提前两年埋的种子,等Agent能力到位才会生效。

基准伦理也是他现在操心的事。有人提议让Agent“在网上赚钱”当基准,他反问:最快的赚钱方式是诈骗。现行法律也跟不上:刑法讲“明知”和“故意”,没人能在法庭上证明一个模型“明知”自己在协助生物恐怖主义。他的建议是让AI行业把法律里的“合理注意义务”(reasonable care)变成行业标准,伦理从法律里继承,省得几个技术贵族替全人类发明道德。

两万次越狱攻击,没能攻破的模型

Dan安全研究的核心路线叫表征工程(representation engineering),2023年提出。和自下而上的机械可解释性(从神经元出发搭电路)相对,它自上而下:分析单位是表征,即权重和激活的整体,先找概念再拆解。想知道“诚实”在模型内部的方向?拿一堆诚实和不诚实的对比样本,找出那个方向。读出来是读心,反过来拧它就是控制。

他用心理学做类比:想理解人类心理,从粒子物理一层层搭楼梯上去,理论可行,实际上没人这么干。真正要的是功能性解释:花为什么朝着太阳转?为了获取能量。至于那串化学反应,知道了也帮不上忙。

这条路线结出的果实,是他与Andy Zou、Zico Kolter合作的Circuit Breakers(断路器):把专家级病毒学相关的表征收集起来,训练模型在这些表征出现时把它扭向随机方向,等于在表征里埋绊线。模型一碰到有害内容就自己失灵,正常任务不受影响,可靠性从90%提到99%,性能损失极小,已经适合生产环境。

效果有多好?他们办了一场悬赏比赛:25个模型,其中3个装了断路器,几百名高手匿名攻击。Gemini、Claude、GPT-4、Mistral很快全部沦陷,而断路器模型被两万多次攻击轰了三天,至今没被攻破。他补了两个诚实的注脚:只是单轮攻击测试;明天被攻破他也不会意外。但让一群高手试几万次都失败,本身就是好信号。更关键的是,他们在论文“Safety Washing”里验证过:越狱鲁棒性和算力几乎不相关,堆规模解决不了越狱,必须靠算法干预。

对照组是视觉。他引用量第二的论文是2019年的图像分类器鲁棒性基准,那个领域折腾多年,每年只挪动一两个百分点,近乎绝望。LLM这边明显更有希望。

下一步是防篡改训练(tamper resistance):模拟无数对手微调模型试图删掉断路器,再训练模型扛住这些微调,内外循环嵌套。连他自己都惊讶这居然可行,而且能泛化到没见过的攻击方式。代价是性能损失明显,暂时不适合生产环境。如果这条路走通,Meta们就能发布带持久护栏的开源权重模型。

开源权重,不等于开源软件

扎克伯格和杨立昆的经典论证:开源软件最安全,人多眼睛亮,漏洞很快被修。Dan认为这套逻辑对神经网络失效。传统软件每一行都是人写的,发现bug可以打补丁;市面上从来没有“LLM 3.1周二更新,修复了某几道MMLU题”这种事。就算给大脑里每个神经元都标上功能,也没法预测这个人在新情境下会做什么。理解木匠、水管工和税务局职员,加起来也推不出经济的走向。模型是它自己最好的解释,看它做什么,它就是什么。

主持人提起生物学家Michael Levin的一个观察:在充满对抗的世界里,太容易被看透的系统也更容易被攻击,生物的复杂本身就是防御。Dan基本认同,还补上控制论的“良调节器定理”:要控制系统,调节器必须内含系统的完整模型。完全透明的系统更容易被利用,靠隐藏换安全(security through obscurity)名声不好,实践中确实买到了安全。开源权重把全部信息交给对手,防篡改注定更难。

他的立场目前是支持开源的,但画了一条清晰的线:如果开源模型达到专家级病毒学水平,能带任何人造出生物武器,那就是大规模杀伤性武器扩散,社会承受不起。他希望防篡改训练能成为那条出路。另外他提醒,AI故事的最大变量可能根本不在算法:台海一旦冲突,台积电停摆,西方缺芯片,而中国自建晶圆厂不受影响,格局会瞬间改写。

整场对话最后落在他的方法论上:他更信数据和算力,对算法洞见保持怀疑,对现有安全方法关键时刻管不管用也不打包票。所以策略只有一个,纵深防御(defense in depth):监控、断路器、防篡改、治理,一层层叠上去,不确定哪层管用,但总得有几层。

这场对话里最值得带走的,是几件明天就能用上的事:

  • 评估模型时别只看一个总分。看它是否“跟着难度走”:难的科目(比如专业法律)分数是否依然偏低。分数均匀上涨,反而要警惕刷题。
  • 自己做AI产品,别把安全押在单一护栏上。越狱鲁棒性和算力无关,多叠几层独立防御,一层破了还有下一层。
  • 听到“AI停滞论”,先问一句:有没有模型用10倍算力训练过?没有的话,下结论为时过早。
  • 想体会MMLU的难度,可以去“Are you smarter than an LLM”网站做几道题,感受一下自己30到40分的水平。
  • 关注Humanity's Last Exam的榜单。MMLU统治了五年,下一个五年的标尺,大概率就是它。

Join Nathan for an expansive conversation with Dan Hendrycks, Executive Director of the Center for AI Safety and Advisor to Elon Musk's XAI. In this episode of The Cognitive Revolution, we explore Dan's groundbreaking work in AI safety and alignment, from his early contributions to activation functions to his recent projects on AI robustness and governance. Discover insights on representation engineering, circuit breakers, and tamper-resistant training, as well as Dan's perspectives on AI's impact on society and the future of intelligence. Don't miss this in-depth discussion with one of the most influential figures in AI research and safety.
Check out some of Dan's research papers:
MMLU: https://arxiv.org/abs/2009.03300
GELU: https://arxiv.org/abs/1606.08415
Machiavelli Benchmark: https://arxiv.org/abs/2304.03279
Circuit Breakers: https://arxiv.org/abs/2406.04313
Tamper Resistant Safeguards: https://arxiv.org/abs/2408.00761
Statement on AI Risk: https://www.safe.ai/work/statement-on-ai-risk

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CHAPTERS:
(00:00:00) Teaser
(00:00:48) About the Show
(00:02:17) About the Episode
(00:05:41) Intro
(00:07:19) GELU Activation Function
(00:10:48) Signal Filtering
(00:12:46) Scaling Maximalism
(00:18:35) Sponsors: Shopify | LMNT
(00:22:03) New Architectures
(00:25:41) AI as Complex System
(00:32:35) The Machiavelli Benchmark
(00:34:10) Sponsors: Notion | Oracle
(00:37:20) Understanding MMLU Scores
(00:45:23) Reasoning in Language Models
(00:49:18) Multimodal Reasoning
(00:54:53) World Modeling and Sora
(00:57:07) Arc Benchmark and Hypothesis
(01:01:06) Humanity's Last Exam
(01:08:46) Benchmarks and AI Ethics
(01:13:28) Robustness and Jailbreaking
(01:18:36) Representation Engineering
(01:30:08) Convergence of Approaches
(01:34:18) Circuit Breakers
(01:37:52) Tamper Resistance
(01:49:10) Interpretability vs. Robustness
(01:53:53) Open Source and AI Safety
(01:58:16) Computational Irreducibility
(02:06:28) Neglected Approaches
(02:12:47) Truth Maxing and XAI
(02:19:59) AI-Powered Forecasting
(02:24:53) Chip Bans and Geopolitics
(02:33:30) Working at CAIS
(02:35:03) Extinction Risk Statement
(02:37:24) Outro

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