Нейросети скрыто используют символические структуры: новое исследование
The Emergent Symbolic Structure of Artificial Neural Networks
Исследователи из arXiv показали, что внутренние представления нейросетей, включая большие языковые модели (LLM), можно точно аппроксимировать символическими структурами. Они заменили процесс генерации представлений замкнутым уравнением, реализующим символическую структуру, и поведение сетей практически не изменилось. Это справедливо для небольших сетей, обученных манипулировать списками, и для LLM в арифметике, логике, коде и языке. Более того, точные вмешательства во внутренние представления позволили целенаправленно менять поведение LLM, что подтверждает зависимость от выявленных структур. Работа предлагает способ примирить символические концепции интеллекта с векторной природой современного ИИ.
Несмотря на видимость, возможно, внутренние представления нейронных сетей неявно реализуют символическую структуру.
- adsharma
Я воодушевлён этим результатом. Это основная гипотеза, лежащая в основе latentpedia.org.
Вместо того чтобы дистиллировать геометрию модели в огромный граф знаний, мы начинаем с крупнейших известных графов с открытым исходным кодом и строим их в направлении, напоминающем эту геометрию.
Присоединяйтесь к нам. Обсуждение на github.com/latentpedia. У нас есть базовые технологии. Нужно больше вычислительных мощностей, хранилищ и достаточно бизнеса, чтобы покрыть расходы на обслуживание.
- sigpwned
Главные вопросы, которые я выношу из этого:
(1) Они утверждают, что создают, по-видимому, биективные замкнутые символические представления/аппроксимации, среди прочего, LLM. Является ли оценка этих замкнутых представлений более вычислительно эффективной? Последствия могут быть огромными. Это была бы по сути аналитическая дистилляция. Басня на чипе, а не в дата-центре, была бы важна — и разрушительна — во многих отношениях.
(2) Неконтролируемые и даже контролируемые символические подходы к решению проблем терпят неудачу из-за комбинаторного взрыва, среди прочего. Это потенциально может позволить нам рассматривать обучение и вывод LLM как поисковый алгоритм для новых символических подходов к решению новых классов сложных проблем, ранее недостижимых другими способами. Если это сработает, я подозреваю, что это также петля обратной связи — знания из одного представления продвигают достижения в другом. Это также увеличило бы экономическую ценность больших обучающих прогонов, поскольку теперь ценна сама модель, а не только её вывод.
(3) Согласно вышесказанному, может ли это подтолкнуть дизайн LLM к большим возможностям?
Связь между этим и наблюдением J-пространства от Anthropic также интересна. Это гораздо глубже и более непосредственно применимо, хотя.
ПРИМЕЧАНИЕ: Я прогнал свои вопросы через Sonnet — да, я осознаю иронию — и он был не слишком оптимистичен по вопросам (1) и (2), но считал (3) разумным. В любом случае, это довольно серьёзная статья. Поразмыслив, я действительно думаю, что кажущаяся […]
- jsrozner
Большая проблема некоторых из этих контролируемых* подходов к интерпретируемости заключается в том, что они могут находить ложные структуры. (Существует множество способов заставить модель делать то, что вы хотите; это примерно то, что показали Хьюитт и Лян в 2019 году). Эта статья проводит сравнение с предыдущим методом, DAS (distributed alignment search), на странице 20. Эти и связанные с ними методы опираются на теории каузальной абстракции, которые хороши в теории, но сложнее на практике. DAS, например, столкнулся с многочисленной недавней критикой (Makelov 2024, Meloux 2025, Sutter 2025, Grant 2026, Kumon 2026). Мой любимый — довольно доступный Meloux et al.; Sutter 2025 тоже очень хорош, но опирается на своего рода аргумент с действительными числами, который допускает безошибочное кодирование каждого входа.
Моя предстоящая статья на EMNLP предлагает альтернативу, которая вместо этого обосновывает понятие представления в очень простом понятии его влияния на обучение/поведение модели, когда вы adversarially perturb его. Например, если я скажу модели, что в контексте "Я видел, как утка крякает" она должна заменить 'утка' на 'гламур', насколько она желает заменить 'утка' на 'гламур' в "Мне нужно ускользнуть с собрания" (duck out) по сравнению с "В парке утка защищала своих утят". Этот метод оказывается довольно хорошо работающим, и, поскольку мы используем только один пример, он избегает необходимости в контроле.
Связанная статья утверждает, что их метод, DISCOVER, не является контролируемым в том же смысле, что и DAS, поскольку он не оптимизирует напрямую каузальный эффект. Я только бегло просмотрел это, но я […]
- jkingsman
Математика и основные эксперименты здесь выше моего понимания, но, как я понимаю, возможно, существуют более глубокие паттерны представления в LLM, которые являются дистилляцией основных концептуальных отношений в грамматике, которые мы можем осмыслить математически, а не кажущийся размазанным по слоям шум, который каким-то образом, неинтерпретируемо (в значимом смысле), разрешается в правильную грамматику/выводы.
Это довольно круто. Надеюсь, я понял это примерно правильно.
- gps372
Пока я читал статью, мне было интересно, почему это более интересно, чем возможность восстановления Java-программ из байт-кода. Поэтому я задал тот же вопрос Copilot. Он сказал мне, что "Честно говоря, здесь проявляется разница между инженером и исследователем!".
- profsummergig
Человеческий разум не может постичь возможности многомерного пространства огромной размерности.
Просто переход от 2D к 3D создаёт огромный новый позиционный потенциал (например, поверхность Земли против атмосферы над Землёй...).
Теперь представьте 1000 измерений.
- 4b11b4
Звучит разумно... Что модель иногда изучает представление с потерями чего-то символического по своей природе... Конечно, нейросеть может аппроксимировать функцию?
Они говорят, что это справедливо в... Некоторых примерах, которые они нашли?
Я недостаточно знаю об этой области.
- squidbeak
Читая такое (как дилетант), называть эти вещи 'предсказателями следующего токена' кажется абсурдно редуктивным. В какой-то момент нам придётся признать, что 'выбор' — более подходящий термин, чем 'предсказание'.