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大模型长时任务挑战:执行与自条件化效应解析

【导读】为何大模型在执行长时任务时容易出错?这引发了专家对其推理能力的质疑,担心它们是否只是提供「思考的幻觉」。近期,剑桥大学等机构的研究揭示:问题并非出在推理上,而是大模型的执行能力不足。

大模型也有「情绪时刻」。

例如,Gemini在调试Cursor中的编译错误后,进入了自责的「循环模式」,不断重复「I am a disgrace(我很丢脸)」86次。

尽管大模型在复杂推理方面取得了巨大进步,但上述现象仍使部分专家认为:

思考模型只提供「思考的幻觉」,因为当任务拉长时,它们最终会失败。

近日,剑桥大学等机构的研究对这些「翻车」现象进行了解释。研究者认为:

问题不在于大模型的推理能力,而在于其执行计划的能力。

大模型长时任务挑战:执行与自条件化效应解析 大模型 长时任务 执行能力 自条件化 第1张

边际收益递减的错觉:衡量大语言模型的长时程任务执行能力 https://arxiv.org/pdf/2509.09677

也就是说,大模型出现问题未必源于「思考的幻觉」,而更可能是执行阶段「打滑」了。

研究人员发现,单步准确率的小幅提升会复利式地放大你能完成的总步骤数,使任务「里程」指数级变长。

随着步骤数量增加,模型的每步准确率会下降——不仅仅是「上下文太长」,还有一个更「诡异」的现象:自条件化效应(self-conditioning)。

所谓「自条件化」,当上下文包含模型先前犯过的错,将导致它在后续过程中更容易再犯错。

任务变长就失败,只因模型不会推理?

业界正竞相打造能够处理整个项目而非孤立问题的智能体,随之而来的一个根本问题是:

如何度量大模型能可靠执行的步骤数量?

大模型长时任务挑战:执行与自条件化效应解析 大模型 长时任务 执行能力 自条件化 第2张

任务变长就失败,是因为大模型「不会推理」吗?

研究人员认为,大模型在早期多步中能正确遵循指令,说明其具备按计划执行的能力。

这也证明,大模型并非失败在推理上,而是在执行上:

随着任务变长,模型在执行计划时更可能出错。

目前,大量研究聚焦于大模型的推理能力,而对执行稳定性关注不足。

单步稳一点,长跑多一截

长视界任务需要大量步骤。研究人员通过以下指标评估性能:

  • 步骤准确率(Step Accuracy):度量在第i-1步到第i步的状态更新是否正确的样本占比;
  • 轮次准确率(Turn Accuracy):一轮是与模型的一次交互,可能需要执行多个步骤。轮次准确率度量在第t-1轮到第t轮的状态更新是否正确的样本占比;
  • 轮次复杂度(K)(Turn Complexity):定义为模型每轮必须执行的步骤数;
  • 任务准确率(Task Accuracy):度量模型在执行i个步骤的过程中不犯任何错误、从而完成任务的样本占比;
  • 视界长度(Hs)(Horizon Length):给定成功率阈值0 ≤ s ≤ 1。将模型的视界长度定义为模型在第i个步骤处的平均任务准确率降到低于概率s的位置。

大模型长时任务挑战:执行与自条件化效应解析 大模型 长时任务 执行能力 自条件化 第3张

如图2所示,模型在超过50%准确率下可执行的任务长度,在单步准确率超过70%后,随单步准确率增加而快于指数增长。

只考「执行力」把规划和知识先拿掉

研究人员将「要做什么」(规划)和「知道什么」(知识)都喂给模型,只考它能否稳定地完成步骤。

这样就能纯粹度量LLM的长视界执行能力。

结果:长视界执行挑战与自条件化效应

结果1:长视界执行仍然很具挑战性。

大模型长时任务挑战:执行与自条件化效应解析 大模型 长时任务 执行能力 自条件化 第4张

结果2:扩大模型规模的收益并不递减。

自条件化效应:为什么轮次准确率会退化?

结果3:自条件化会在长上下文之外进一步导致逐轮准确率退化。

结果4:与长上下文不同,扩大模型规模不能缓解自条件化。

结果5:思考修复了自条件化。

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