如何正确看待 AI 的推理能力？走出人类中心主义
编者按： 人工智能真的能"推理"吗？我们是否正在用过于狭隘的人类思维，限制了对 AI 推理能力的认知？我们今天为大家带来的文章，作者的观点是：AI 的推理能力不应被简单地用"人类中心主义"的标准来否定。文章重点揭示了三个关键内容：
- 推理能力的定义应更加开放，不应局限于传统人类思维模式
- 通过多个标准化测试（如 HellaSwag、WinoGrande），AI 在推理任务中已展现出显著能力
- 我们需要以更开放的心态，将 AI 视为一种独特的"外星智能"
这不仅是一篇技术解读，更是对人类智能的深刻反思。在 AI 快速迭代的今天，我们是否能突破"人类中心主义"的思维桎梏，以更开放、更谦逊的态度拥抱这种新兴的"外星智能"？
作者 | Rafe Brena, Ph.D.
编译 | 岳扬
Image by the author using ChatGPT
近期，关于人工智能是否具备推理能力的讨论愈发白热化。近期发布的 DeepSeek R1 模型和 OpenAI o3-mini 模型[1]引发了各方反应[2]，有观点认为"这不过是炒作和幻象"，也有观点视其为"人工智能的新典范"。
人工智能的推理能力（或推理能力的缺失）似乎触动了众多人的敏感神经。我猜想，他们认为承认人工智能能够"推理"被看作是对人类自尊的一种打击，因为这样说明推理并非人类独享。
在十九世纪，算术被视为一种智力成就（嘿，你见过牛做加法吗？）。然而，我们必须适应使用远比我们强大的计算器。
我见过一些令人震惊的论断，从"我们即将实现通用人工智能"到"人工智能已达到博士水平"再到对人工智能推理能力的彻底否定，例如"苹果公司称人工智能革命是扯淡"。
在其它文章中，我曾评论过埃隆·马斯克（Elon Musk）的粉丝们所宣称的 AGI 是多么的无稽之谈。在本文中，我将探讨上述观点的另一端：针对那些宣称人工智能根本无法推理的人。
加里·马库斯（Gary Marcus）[3]，最直言不讳的人工智能否认者（我并不称他们为"怀疑论者"），认为人工智能在模式识别上可能表现卓越，但缺乏"真实推理"的能力。
此外，马库斯将 AI chatbots 称作"被美化的自动补全"，为艾米莉·本德（Emily Bender）在 ChatGPT 早期发明的著名贬义词"随机鹦鹉"增添了一个新术语。
何为"真正的推理（genuine reasoning）"？我将在下文中尝试回答这个问题。
甚至像诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）这样更有声望的思想领袖也认为人工智能无法 "真正思考"，认为它缺乏 "understanding of meaning"（译者注：部分研究者认为，AI 可能通过"具身智能"（embodied AI）或更复杂的多模态学习逐步接近"意义理解"。但乔姆斯基派坚持认为，只要 AI 没有意识、意图和身体经验，其"理解"就与人类有本质区别。）。他还认为，人工智能永远无法与人类的创造力和抽象思维能力相抗衡。
01 大语言模型（LLMs）能推理吗？
在这些支持和反对人工智能具备推理能力的激进观点的洪流中，我们怎样才能理解哪些是基于事实的，而不仅仅是单纯的个人感觉或个人想法呢？当然是看证据。
但这场争议中的"事实（facts）"究竟是什么？请注意，所谓"事实"很大程度上取决于你对"推理"的定义，尤其是当有些人进一步要求推理应当是"真正地推理（truly reason）"时。例如，萨尔瓦托雷·拉伊利（Salvatore Raieli ）在他最近的文章中问道：
"大语言模型（LLMs）真的能推理吗？（Can Large Language Models (LLMs) truly reason?）"
这里的关键词是"真正地（truly）"。那么，"推理"与"真正地推理"有何区别？我怀疑这里存在一种人类中心主义的偏见，好像"真正地推理"意味着"像我们人类一样推理，我们是宇宙中唯一真正的推理者"。
相反，我更愿意将"推理"定义为解决公认需要推理的问题的认知能力。这包括数学推理（mathematical reasoning）、常识推理（commonsense reasoning）、语言理解（language understanding）和推断（inference）等。
这个定义可能有些循环论证的嫌疑。但一旦我们就一系列与特定能力相关的问题达成共识，接下来就是检验人工智能系统是否能解决这些问题。问题在于，正如我将在下文中论述的，当前的人工智能可能在解决某个问题时得心应手，但对人类而言看似与这个问题相似的问题（如不同角度的物体识别、同一问题的不同表达方式），AI系统可能完全无法处理。
请留意，在采用这个定义时，我明确与著名的"图灵测试"（Turing Test）区分开来。图灵测试的目的是想通过骗过人类评委，让他们以为自己是在和真人对话。如果你还没听说过图灵测试，可以看看我写的文章"Why the Turing Test Became Obsolete?（图灵测试为何不再适用？）"[4]
同时，我也不同意那种认为人工智能要变得聪明就必须"像人一样推理"的观点。我认为"像人类一样推理"这种表述是模糊的、拟人化的，且没有实际价值。
在文章的最后一部分，我认为现代人工智能其实根本不是"像人一样推理"；它更像是一种非人类的形式、或者说"外星"智能。
另外，还有人提出，"真正的推理"应该是在所谓的"思维链"（Chain of Thought，CoT）中进行的"多步骤思考（think in several steps）"。
这个和 AI chatbots 有关的想法，最初是由谷歌研究院在 2022 年的一篇论文"Chain of Thought Prompting Elicits Reasoning in Large Language Models"[5]中提出的。OpenAI 实现了这个想法，并且做得很好，因此有人称其为 "人工智能的新范式"。
我并不反对在人工智能中使用思维链（CoT），比如 OpenAI 就做得很好（相关测试结果清楚地表明了改进之处）。但我觉得，推理是一种认知能力，不仅仅局限于多步骤的思考。
推理也不只是"解决复杂问题"（就像上文提到的 Raieli 说的那样）。我觉得推理可以很简单，也可以很复杂，而且每种推理都应该有客观的测试方法。
说到这里，你大概能明白为什么很多人觉得"人工智能不会推理"了：
- 有些人觉得人工智能不是"真的"在推理，或者不是"像人一样推理"。
- 另一些人认为 AI 应该精通"复杂推理和问题解决"，却忽视了更简单的推理形式。
- 还有一些人对任何不是由一系列推理步骤组成的推理都不屑一顾。
很多事情都是细节决定成败，这里的细节就是怎么定义所谓的"推理能力"。我已经在上文给出了我的定义。我觉得这些对人工智能推理能力的质疑其实是一种偏见，因为一开始就改变了"推理"的含义。
现在，我们来聊聊怎么验证和衡量推理能力。
02 怎么衡量智能？
请记住，我们衡量认知能力的标准，与蒙骗那些被诱导相信自己在"与拥有灵魂的实体互动"的轻信者毫无关系 ------ 这让人想起前谷歌工程师布莱克·勒莫因（Blake Lemoine）那听起来很玄但其实不对的观点，他曾以道德理由拒绝关闭一个"有意识"的 AI chatbot。
咱们衡量认知能力，可不能靠主观感觉。得用标准的题库来测量，比如：
- HellaSwag[6] 和 WinoGrande[7]，用来看看 AI 的常识推理能力怎么样。
- GLUE[8] 和 SuperGLUE，用来评估 AI 理解自然语言的能力。
- InFoBench[9]，用来检查 AI 能不能好好遵循指令。
- AI2 Reasoning Challenge（ARC）[10]，里面还包括了思维链能力的测试。
这些题库各有各的侧重点，但都在考察"推理"能力。你得知道，"推理"可并不是一个单一的任务，很多不同的任务都可以算是"推理"。
从我开始用 ChatGPT 的时候，我就发现它特别听话，能按指令办事。说实话，这让我对大语言模型（LLMs）的推理能力有了新的认识，我下面会详细说说。
有一天，我听到了 Sebastien Bubeck（那时候他在微软，现在在 OpenAI）关于大语言模型的推理能力的一个很有道理的观点：
要是 AI 不懂指令，它怎么会照着做呢？
没错。
Bubeck 的意思不是 AI 会说"我听懂了你的问题"。而是 AI 会按照指令去做，然后我们人（或者别的程序）来检查它做得对不对。
现在有了衡量遵循指令能力的基准测试，这个观点可以更深入地讨论。
接下来，让我们探讨一下常识推理。这被认为是人类特有的品质，对吧？但事实上，常识推理也可以通过像 WinoGrande 这样的基准测试来评估。
来看看 WinoGrande 的问题是怎么问的。这个基准测试大部分问题都是关于代词指代，比如这个：
"Ann 问 Mary 图书馆什么时候关门，因为她忘记了。"
这里的"她"是指谁，Ann 还是 Mary？
人类一眼就能看出"她"是 Ann，因为问题是她问的。但机器碰到这种问题可能就犯难了。
很明显，用题库来测试 AI 的认知能力时，得确保 AI 之前没见过这些题，不然就是"作弊"了。
那大语言模型在这些题库测试里表现怎么样呢？
比较起来有个麻烦，就是每家 AI 公司用的题库都不一样，我猜他们肯定是挑自己 AI 得分高的题库。所以，大家常用的比较方法变成了使用"Chatbot arena"，不是看题库成绩，而是看人投票。这又让我们想起了图灵测试的那些问题......
截至 2024 年 12 月 10 日的 Chatbot 竞技场排名（Hugging Face）
在 HellaSwag 这个测试里，Gemini Pro 1.5 得了 92.5分（满分100），GPT-4 Turbo 更厉害，得了 96 分（虽然不是最新版本，但也能看出个大概）。
这局 OpenAI 赢了，Google 输了。
在 MMLU 这个测试（跟 GLUE 差不多）里，GPT-4 大概得了87分，Gemini Ultra 得了 90 分。
这局俩人都赢了一次，打平了。
我们还可以继续比下去，但说实话，现在最牛的这些 LLMs 水平都差不多。为啥呢？因为顶尖的 AI 专家们都在这些大公司之间跳来跳去，人才流动太频繁了。
重点是，现在这些最厉害的 LLMs 都有的认知能力，不是光靠运气或记忆力就能解释的。所以，我觉得那个"随机鹦鹉"的说法，其实啥也说明不了。
03 "外星智能"
咱们人类碰到现在这种人工智能（就是那种基于大语言模型的 AI）时，经常会觉得摸不着头脑，这其实是有原因的。
我最近写了篇文章[11]，说了说人类智能和这种现代 AI 有啥不一样。主要区别有这么几点：
- 区别1：人类是真的有感情；机器呢，只是装装样子。
- 区别2：人类对事情的理解很明确，懂就是懂，不懂就是不懂。
- 区别3：机器在做决定时，从来不会犹豫。
这三个区别都很重要，但我想重点说说区别2，因为它跟推理能力关系最大。咱们来好好聊聊这个。
咱们人类有时候会突然"开窍"，对某个事情有了彻底的理解，这种理解是很坚定的，不会因为一些无关紧要的细节就改变。但是机器呢，就不是这么回事了。
最近，苹果公司的研究人员发了篇论文[12]，这篇论文引起了很大的反响（而且是好的那种）。论文里说了，大语言模型在推理任务上其实有很多局限性。
苹果的研究人员还专门做了数学推理能力测试，用了一种特别的测试方法来评估。他们做了些很有意思的实验，我接下来就给大家讲讲。
在其中一项实验中，研究人员先测试了系统在回答一系列问题时的表现，然后他们对问题进行了一系列所谓的无关修改，比如改了人名、数字或者加入了一些无关的内容。结果他们发现，当再次测试时，系统的表现大幅下滑。
为什么修改这些无关信息会导致系统表现下降呢？因为在类似的情况下，人类几乎总能分辨出哪些信息是重要的，哪些不是，然后忽略掉无关的信息。但机器在这方面就很吃力了，尽管它们在很多情况下都能给出正确答案，但整体表现还是受到了很大影响。
苹果公司的实验无可辩驳。但如何解读这些结果确实是个问题。
在得出结论时，我发现苹果的研究人员也和大家一样有偏见。比如，他们说"当前的 LLMs 无法进行真正的逻辑推理。"我猜各位读者能找出这句话的关键词，就是"真正的"。我们再次把人类的推理视为唯一"真实"的推理方式。
04 结束语
大多数对 AI 推理的否认都基于一种偏见，这种偏见通常与"AI 应该像人类一样推理"的假设有关。如果不是这样，那么 AI 就不是在推理------或者说不算作推理。
这一切都取决于我们如何定义"AI 能推理"。
有些人认为，模式匹配意味着完全无法进行"真实"的推理，即使 AI 在大多数情况下都能给出正确答案。
这就好像在说，任何通过模式匹配完成的事情"都不算作推理"。但是，如果 AI 在许多------不是所有的推理测试中都给出了正确答案呢？如果 AI 在推理问题上逐渐给出了越来越高的准确率，无论是否使用模式匹配呢？
我再次看到了我们的"人类自豪感"在作祟。我们人类是宇宙的主宰，不是吗？所以，我们的推理应该是唯一有效的推理方式。我们已经先后被计算器、深蓝（国际象棋）和阿尔法狗（围棋）超越，受到了打击。现在，我们的通用推理能力又受到了"大规模模式匹配"装置的挑战，这简直是雪上加霜。
我们是要固守'人类中心主义'的立场------自视为宇宙的主宰，还是转向更谦逊（或许也更现实）的认知：将人类视为非凡但有限的存在，能够与其他形态的智能进行互动？
Thanks for reading!
Hope you have enjoyed and learned new things from this blog!
About the author
Rafe Brena, Ph.D.
AI expert, writepreneur, and futurologist. I was in AI way before it became cool.
END
本期互动内容 🍻
❓在你看来，AI 的推理能力与人类推理能力最大的不同点是什么？
🔗文中链接🔗
[1]https://openai.com/index/openai-o3-mini/
[6]https://paperswithcode.com/dataset/hellaswag
[7]https://winogrande.allenai.org/
[9]https://arxiv.org/abs/2401.03601
[10]https://paperswithcode.com/dataset/arc
[12]https://arxiv.org/pdf/2410.05229
原文链接：
https://towardsdatascience.com/why-ai-cant-reason-is-a-bias-3c582bba1aeb
