学习构建环境:通过可验证环境合成实现自我进化推理强化学习

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文提出EvoEnv,一种让语言模型通过强化学习构建可验证的Python环境以实现自我改进的方法,在Qwen3-4B-Thinking上取得了3.3%的相对提升。

我们追求一种自我改进语言模型的愿景,其中模型不仅仅生成问题或轨迹来模仿,而是构建训练它的环境。在零数据推理强化学习中,这重新定义了自我改进,从数据生成循环转变为环境构建循环,其中每个工件都是一个可重复使用的可执行对象,用于采样实例、计算参考并对响应进行评分。这一愿景能否持续改进取决于一个属性:环境必须表现出稳定的解决-验证不对称性,即模型必须能够一次性编写一个预言机(oracle),而无法在新实例上以自然语言可靠地执行它。这种不对称性有两种互补形式。有些任务从算法上难以推理,但作为代码却很简单:例如动态规划或图遍历,编译一次后,可以产生无限多的校准实例。其他任务本质上难以解决,但容易验证,如植入的子集和问题或约束满足问题。两者都在提出和解决之间创造了一个持久的差距,使得策略无法通过欺骗验证器来缩小差距,正是这个差距让奖励在学习者改进时保持信息量。我们将这一观点实例化为EvoEnv,一种单策略生成器-求解器方法,从十个种子合成Python环境,并仅在经过阶段性验证、语义自我审查、求解器相对难度校准和新颖性检查后才接纳它们。最强有力的证据来自已经很强的领域:在Qwen3-4B-Thinking上,固定的公共数据RLVR和固定手工环境RLVR降低了平均值,而EvoEnv将其从72.4提升到74.8,相对增益3.3%。稳定的自我改进,我们认为,并不依赖于生成更多的合成数据,而是依赖于模型学习构建那些难度在结构上超出自身能力范围的世界。
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来源:https://huggingface.co/papers/2605.14392

摘要

自我改进的语言模型并非生成训练数据,而是构建用于训练的环境,利用稳定的“求解-验证“不对称性,在学习过程中保持信息丰富的奖励。

我们追求一种自我改进语言模型(https://huggingface.co/papers?q=self-improving%20language%20models)的愿景,在该愿景中,模型不仅生成问题或轨迹以供模仿,而是构建训练自身所需的环境。在零数据推理强化学习(https://huggingface.co/papers?q=zero-data%20reasoning%20RL)中,这将自我改进从数据生成循环重新定义为环境构建循环(https://huggingface.co/papers?q=environment-construction%20loop),其中每个产物都是可重用的可执行对象,用于采样实例、计算参考答案并对响应进行评分。这一愿景能否持续改进,关键在于一个特性:环境必须表现出稳定的“求解-验证“不对称性——模型必须能够编写一个预言机(oracle),但该模型本身无法在新实例上通过自然语言可靠地执行该预言机。这种不对称性表现为两种互补形式。有些任务在算法上难以推理,但作为代码却微不足道:例如动态规划或图遍历,一旦编译完成,就能产生无限多个经过校准的实例。另一些任务则本质难以求解但易于验证,例如植入的子集和问题或约束满足问题。这两种情况都在提出方案与求解之间建立了持久的差距,而策略(https://huggingface.co/papers?q=policy)无法通过欺骗验证器来缩小这一差距。正是这个差距使得奖励在学习者改进过程中始终保持信息量。我们在EvoEnv中实例化了这一观点,这是一种单一策略(https://huggingface.co/papers?q=policy)生成器与求解器方法,从十个种子合成Python环境(https://huggingface.co/papers?q=Python%20environments),并仅在经过分阶段验证(https://huggingface.co/papers?q=staged%20validation)、语义自我审查(https://huggingface.co/papers?q=semantic%20self-review)、求解器相对难度校准(https://huggingface.co/papers?q=solver-relative%20difficulty%20calibration)和新颖性检查(https://huggingface.co/papers?q=novelty%20checks)后才接纳它们。最有力的证据来自已经很强的基线:在Qwen3-4B-Thinking(https://huggingface.co/papers?q=Qwen3-4B-Thinking)上,固定的公开数据RLVR(https://huggingface.co/papers?q=RLVR)和固定的手工环境RLVR(https://huggingface.co/papers?q=RLVR)降低了平均值,而EvoEnv将其从72.4提升至74.8,相对提升3.3%。我们认为,稳定的自我改进并不依赖于生成更多合成数据,而在于模型学会构建那些难度始终在自身能力范围之外的世界。

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