跳转到正文

什么是隐式思维链(Implicit CoT)?

显式思维链(Explicit CoT)先写出中间步骤,再给出答案。隐式思维链(Implicit Chain-of-Thought,简称 Implicit CoT)研究如何让语言模型在内部完成这些计算,不必把每一步转换成文字。潜在推理(latent reasoning)、潜空间推理和 latent CoT 是相关文献常用的名称。

Yuntian Deng 等人在 2023 年首次提出 Implicit CoT,通过连续隐藏状态完成中间推理,并在同一篇论文中用知识蒸馏实现这一思路。2024 年的逐步内化(Stepwise Internalization)则通过逐渐移除训练中的文字步骤来学习内部推理。

一个例子

三张票,每张 8 元,整笔订单另收 2 元手续费。总共多少钱?

写出中间步骤

3 × 8 = 24 元,加上 2 元手续费,共 26 元。

不写中间步骤

共 26 元。

看到简短答案还不足以判断模型怎样算出了它。需要看模型如何训练、内部进行了哪些计算,以及改变中间状态后答案如何变化。

五篇论文的阅读顺序

按首次公开时间排列:Implicit CoT 的提出、逐步内化、连续状态、自蒸馏,以及领域综述。

  1. Implicit Chain of Thought Reasoning via Knowledge Distillation

    Yuntian Deng, Kiran Prasad, Roland Fernandez, Paul Smolensky, Vishrav Chaudhary, Stuart Shieber

    首次提出隐式思维链(Implicit CoT):让语言模型通过连续隐藏状态完成中间推理,而不把这些步骤写成文字。论文先定义这一推理方式,再用知识蒸馏给出一种实现。

  2. From Explicit CoT to Implicit CoT: Learning to Internalize CoT Step by Step

    Yuntian Deng, Yejin Choi, Stuart Shieber

    提出逐步内化(Stepwise Internalization)来实现 Implicit CoT:从显式思维链模型开始,在微调中逐渐移除中间步骤,让模型学会在内部完成这些计算。

  3. Training Large Language Models to Reason in a Continuous Latent Space

    Shibo Hao, Sainbayar Sukhbaatar, DiJia Su, Xian Li, Zhiting Hu, Jason Weston, Yuandong Tian

    Coconut 将最后一个隐藏状态作为下一步输入,在连续空间中反复计算,完成后再生成文字答案。

  4. CODI: Compressing Chain-of-Thought into Continuous Space via Self-Distillation

    Zhenyi Shen, Hanqi Yan, Linhai Zhang, Zhanghao Hu, Yali Du, Yulan He

    CODI 通过自蒸馏对齐显式思维链与连续推理的隐藏状态,用较少的连续步骤承载推理过程。

  5. Reasoning Beyond Language: A Comprehensive Survey on Latent Chain-of-Thought Reasoning

    Xinghao Chen, Anhao Zhao, Heming Xia, Xuan Lu, Hanlin Wang, Yanjun Chen, Wei Zhang, Jian Wang, Wenjie Li, Xiaoyu Shen

    综述 Implicit CoT 与 latent CoT 的主要方法、表示方式和评测问题,并维护 Awesome-Latent-CoT 论文目录。

主要方法

每个链接都通向相应分类的英文介绍和论文列表。

01

推理内化(Internalized reasoning)

训练时学习解题步骤,回答时减少或省去这些步骤的文字输出。知识蒸馏和逐步内化是两种实现。

查看方法与论文 →
02

思考 token

加入暂停符号或专门的 token,为模型提供额外计算位置,而不要求这些位置写出解题过程。

查看方法与论文 →
04

循环推理

重复运行模型层,或保留并更新中间状态,让模型对一道题进行多轮内部计算。

查看方法与论文 →
05

其他生成方式

改变步骤的生成顺序,例如并行生成或反复修改。这个类别也包含输出文字思维链的方法。

查看方法与论文 →
06

分析与评测

测试方法能解决什么问题,研究内部状态如何影响答案,并检查失败情形。

查看方法与论文 →

这些分类会交叉:一个方法既能通过训练把文字步骤内化,也能在回答时反复更新连续状态。

读论文时看什么?

  • 改了什么?区分训练方式的变化与回答时计算方式的变化。
  • 成本是多少?一起比较准确率、输出长度、模型运行次数和实际速度。
  • 证据说明什么?看新题目上的表现,以及改变内部状态的实验,检查模型用了哪些中间信息。
浏览全部 342 篇论文(英文)

中文 Markdown 阅读指南 · 完整数据与引用下载

感谢 Awesome-Latent-CoT 及其综述为文献整理提供基础。