大語言模型為什麼這麼厲害?#

現在最流行的幾個生成式 AI,背後都是大語言模型(Large Language Models, LLM),用海量語料訓練出來的大模型。這也是通往 AGI 的技術路線。

ChatGPT 展現出驚人的思考能力。例如:

  • 問「棒球棒能被藏進人的耳朵裡嗎?」——它能正確回答不能,因為考慮了棒球棒和耳朵的相對大小
  • 問「為什麼金箍棒能被藏進孫悟空的耳朵裡?」——它知道那是虛構的故事,金箍棒可以隨意改變大小

這些思考能力並不是研發人員設計出來的。每個版本的 GPT 都是完全通過自學摸到了這些能力——你列舉都列舉不完的能力。連開發者都說不清楚它到底具備多少種能力。

語言模型的神奇能力來自「大」#

  • GPT-3 有 1750 億個參數
  • Meta 的 Llama 有 650 億個參數
  • Google 的 PaLM 有 5400 億個參數
  • GPT-4 的參數據說並不比 GPT-3 多很多,但 GPT-5 的參數將會是 GPT-3 的 100 倍

今天我們做的是「大」模型。大就是不一樣。

「開悟」(Grokking)#

2021 年,OpenAI 研究者在訓練神經網絡時發現了一個驚人現象,用比方來說明:

  1. 假設你在教一個學生即興演講,給他很多現成素材讓他模仿
  2. 訓練初期,他連模仿都不好
  3. 隨著訓練加深,他可以很好地模仿現有的演講,但無法即興發揮
  4. 你不為所動,繼續讓他練
  5. 突然有一天,他會即興演講了!給他什麼題目,都能現編現講

這就是量變產生質變。研究者把這個現象稱為「開悟」(Grokking)——模仿演講相當於模型的訓練,即興演講就相當於模型的生成性發揮

小樣本學習(Few-Shot Learning)#

ChatGPT 有個很關鍵的能力:你給它一兩個例子,它就能學會你的意思,並且提供相似的輸出。

  • 參數越多,小樣本學習的能力就越強
  • GPT-2 到 GPT-3 的演化中,這一點非常明顯
  • 而小樣本學習只是其中一項能力,還有很多別的能力也是如此——大了,它們就出來了

「湧現」(Emergence)#

這個現象就是科學家之前一直說的「湧現」:

  • 當一個複雜系統複雜到一定程度,就會發生超越系統元素簡單疊加的、自組織的現象
  • 單個螞蟻很笨,可是蟻群非常聰明
  • 每個消費者都是自由的,可是整個市場好像是有序的
  • 每個神經元都是簡單的,可是大腦產生了意識

2022 年 8 月,谷歌大腦研究者發表論文,專門講了大型語言模型的一些湧現能力,包括小樣本學習、突然學會做加減法、大規模多任務的語言理解等——而這些能力只有當模型參數超過 1000 億才會出現。

思維鏈(Chain-of-Thought)#

湧現新能力的關鍵機制叫做「思維鏈」:

  • 模型聽到一個東西之後,會嘟嘟囔囔自說自話地,把自己知道的有關這個東西的各種事情一個個說出來
  • 這讓語言模型有了思考能力
  • 只要設置好讓模型每次都先思考一番再回答問題,它就能自動使用思維鏈

有人分析,思維鏈很有可能是對模型進行編程訓練的一個副產品——編程訓練要求模型必須從頭到尾跟蹤一個功能是如何實現的,這訓練讓模型自發地產生了思維鏈。

AI 能力的三重境界(借用《荀子·勸學》)#

  1. 「積土成山,風雨興焉」:參數足夠多,訓練達到一定積累,就可以做一些事情(如 AlphaGo 下圍棋)
  2. 「積水成淵,蛟龍生焉」:模型再大到一定程度,就會湧現出讓人意想不到的神奇功能(如思維鏈)
  3. 「積善成德,而神明自得,聖心備焉」:這就是 AGI 了,也許它產生了自我意識,甚至有了道德感

重新思考以前對 AI 的假設#

因為「開悟」和「湧現」,AI 現在已經獲得了包括推理、類比、小樣本學習等思考能力。我們不得不重新思考以前對 AI 做出的各種假設:

  • AI 做事全靠經驗 → AI 有真正的推理能力
  • AI 不會真的思考 → 思維鏈讓 AI 有了思考過程
  • AI 沒有創造力 → AI 不但有創造力,而且可以有更好的創造力
  • AI 會的都是用語言可以表達的東西 → 現在也不敢肯定了