大语言模型能否理解序列结构?一项关于推理与生成的受控研究

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摘要

本文通过受控的 Rock-Paper-Scissors 交互实验和随机 n-gram 续写任务,探究大语言模型能否超越表层动作频率,恢复潜在的序列结构。研究发现:更长的上下文并不能提升策略识别能力,识别正确并不代表能够忠实模拟,且高阶依赖会显著削弱规则恢复——这意味着表面上的行为保真性可能掩盖了错误的生成机制。

大语言模型(LLM)正越来越多地被用作交互智能体和模拟器,但它们能否超越表层动作频率、恢复潜在的序列结构,仍不清楚。这一区分对行为模拟至关重要,因为在行为模拟中,动作往往由先前的上下文所塑造,而不仅仅取决于边际频率。我们使用受控的双人 Rock--Paper--Scissors 交互实验和单人随机 n-gram 续写任务来研究这一问题。在这些实验中,我们测试了大语言模型是否能够识别潜在策略、遵循简单的马尔可夫规则,以及维持高阶条件依赖关系。我们的框架将分布匹配与条件规则遵循区分开来。实验结果表明:更长的上下文并不能改善识别效果,正确的识别并不保证忠实的模拟,而高阶依赖会大幅削弱规则恢复。因此,表面上的行为保真性可能掩盖了错误的生成机制。
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论文页面 - LLMs能理解序列结构吗?关于推理与生成的受控研究

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摘要

大语言模型(LLMs)正越来越多地被用作交互式智能体和模拟器,但目前仍不清楚它们是否能够超越表层动作频率,恢复潜在的序列结构。这一区分对于行为模拟至关重要,因为在行为模拟中,动作往往受先验上下文影响,而非仅仅由边际频率决定。我们通过受控的双人石头-剪刀-布交互以及单人随机n-gram续写任务来研究这一问题。在这些实验中,我们测试了LLMs是否能够识别潜在策略、遵循简单的马尔可夫规则,以及维持高阶条件依赖关系。我们的框架将分布匹配与条件规则遵循进行了区分。结果表明,更长的上下文并不能提升识别能力,正确识别并不保证忠实模拟,而高阶依赖会显著降低规则恢复的效果。因此,表面的行为保真度可能掩盖了错误的生成机制。

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