为什么模型会猜,以及我们为什么教会了它们这样做

向一个大型语言模型询问陌生人的生日,它可能会用一种仿佛正在从卡片上读出答案的笃定语气回答“3月7日”——但它也可能答错,甚至连续三次给出三个不同的日期。作者给出了正是这种类型的例子:向领先模型提出一个简单的事实问题——某人的生日,或某个冷门缩写代表什么——每个模型都自信地编造出一个不同的答案,而且没有一个正确。这个行业把它称为幻觉,听起来仿佛是感知出了问题。论文的第一步,就是去掉其中的神秘色彩。

先从模型的构建方式说起。在第一个、也是规模最大的训练阶段,模型通过阅读海量文本,实际上是在学习流畅的语言是什么样的。现在考虑一个背后没有任何模式的事实——某个特定人的生日。如果这个日期在训练文本中只出现过一次,或者从未出现过,那么作为模式学习者的模型就没有任何东西可以抓住:从模型的角度看,这个答案是任意的。作者借用了一个更早的观点(艾伦·图灵针对另一个问题提出的观点),并将其精确化:如果五分之一的生日在数据中只出现一次,那么模型至少应当答错其中五分之一——这不是因为它出了故障,而是因为原本就没有任何东西可供学习。(按照同样的逻辑,模型几乎从不会答错一个国家的首都:这些答案会反复出现。)他们谨慎地论证,辨别一个真实陈述和一个貌似合理的错误陈述本身就是难题,而只生成真实陈述至少同样困难。错误的下限已经写进系统之中。

背后的想法:如何计算你尚未见过的东西

这建立在一个真正巧妙的想法之上——它早于语言模型,值得认真了解。

先从一袋彩色球开始。你不知道袋子里有多少种颜色。你逐个抽取100个球并记录:红色40个、蓝色25个、绿色15个、黄色5个、紫色3个、橙色2个——然后还有十种各自恰好出现一次的不同颜色。

现在来看图灵实际面对的问题,虽然那是一个完全不同的问题:*下一个球是你完全没见过的颜色的概率是多少?*你无法数出从未抽到过的东西——但你可以数出那些恰好见过一次的颜色,也就是“单例”。这个叫作Good–Turing 估计的技巧是:抽取结果中单例所占的比例,可以用来估计尚未见过的颜色仍然隐藏着的概率。100次抽取中有10次是只出现过一次的颜色,所以,下一个球是全新颜色的概率约为10 / 100 = 10%。

那些只见过一次的颜色并不是错误。它们测量的是你自己的无知:许多颜色只出现一次,是样本在告诉你,世界中还有更多东西,只是你还没有抽到。

**现在把颜色换成生日,**把袋子换成模型的训练文本。假设在它见过的生日中,五分之一恰好只出现一次。同样的技巧表明:大约五分之一的概率属于模型实际上从未见过的生日——而生日没有可以依赖的模式(你无法推算出某人的生日)。所以,一个只见过一次、或从未见过的日期,就像模型无法赋予权重的一枚硬币;对于其中大约五分之一的日期,它会答错。再聪明也解决不了这个问题:原本就没有任何东西可供学习。

这就是整个论证的缩影:单例率衡量了世界中有多少内容无法从这些数据中学到,而它会成为错误的一个下限。这也解释了模型几乎不会漏掉一个首都——Paris会不断出现,它的单例率接近于零,因此有大量东西可供学习。

这解释了幻觉从何而来,却没有解释它们为什么会存活下来——为什么模型在经历了所有旨在让它们更有帮助、更诚实的后续训练后,仍然会虚张声势,而不是承认自己不确定。论文在这里使用的类比几乎贴切得令人不安。想象一名学生在考试中遇到不会的问题。如果空白答案得零分,而猜测可能得一分,那么最大化成绩的做法就是猜——要自信、具体,绝不说“我不确定”。学生会学会这一点。事实证明,模型也会——因为我们用同样的方式给它们评分。作者梳理了这个领域实际竞争的基准测试,也就是模型被调校来攀登的排行榜,发现其中几乎所有测试都把“我不知道”和错误答案打出完全相同的分数:零分。在这条规则下,一个总是猜测的模型会胜过一个其他方面完全相同、但诚实标记自身不确定性的模型。从相当字面意义上说,是我们用评分把它们训练成这样的。

两个评分面板:在封闭式评分准则下,答错和“我不知道”都得0分,因此猜测只可能有利;在开放式评分准则下,答错的分数低于“我不知道”,所以在不确定时弃答是更优选择。
基准测试可能会让猜测变得理性。在大多数基准测试采用的评分方式下(左),错误答案和诚实的“我不知道”都得零分——因此猜测只有可能带来帮助。在问题中写明规则,并对答错进行惩罚(右),那么不确定时弃答就可能成为更好的选择。这会改变测试所奖励的行为;但它本身并不能解决幻觉。Original diagram — The Clean Paper · CC BY 4.0

这一点值得保留,因为它与通常的头条说法相悖。人们常把幻觉描述为这项技术不可避免、近乎神秘的局限。论文在这两个方面都提出了异议。预训练下限并不神秘——它就是普通的统计误差,是机器学习几十年来已经理解的那类误差。而幻觉的持续存在也不是不可避免的——它部分源于我们建立、并且可以改变的一种激励。一个在不确定时直接拒绝回答的系统根本不会产生幻觉;已部署的模型之所以不这样做,是因为我们的排行榜会惩罚拒答。

作者做了什么

这篇论文分为三部分。第一部分是一个数学论证:通过证明“只生成有效文本”至少和二元的“这条陈述是否有效?”分类问题一样难,说明预训练期间的一些幻觉在统计上是被迫出现的。第二部分是一个论证,并由对十个有影响力的基准测试的调查提供支持:主流的准确率类指标奖励猜测,而不是弃答。第三部分提出一个修复方案并进行案例研究:open-rubric评估,在这种评估中,评分规则直接写在问题内部(例如,“正确答案得1分,错误答案得−1分,因此如果你的确信度低于50%,就弃答”),这样模型就能判断诚实是否会得到奖励。他们在四个前沿模型上进行了尝试——Google 的 Gemini 3 Pro、OpenAI 的 GPT-5、xAI 的 Grok 4 和 Anthropic 的 Claude Opus 4.5——使用了SimpleQA的4,326个事实问题。他们明确说明,这项案例研究只是示例性的,“不是跨模型的受控评估”(使用默认设置、未调优、未进行成本归一化)。

他们发现了什么

  • **预训练会迫使模型犯下一些错误。**模型自信地输出错误陈述的比率,下限大致是由它构建出的最佳“这条陈述是否有效?”分类器错误率的两倍。对于没有可学习模式的事实,这个下限至少是单例率——训练中恰好出现一次的事实所占的比例。即使数据完全无噪声,一些幻觉也不可避免。
  • **评分确实会奖励猜测。**在通常的正确/错误评分下,从不弃答是最优策略;作者的调查发现,绝大多数热门基准测试都会把“我不知道”直接当作错误。作者自己的结果提供了一个鲜明例子:在 SimpleQA 测试中,原始准确率稍微偏向 OpenAI 的 o4-mini——它几乎回答所有问题,而且超过四分之三的答案是错的——而不是 GPT-5-mini;后者因为在不确定时弃答,犯错少得多。更鲁莽的模型在排行榜上看起来更好。
  • **开放评分规则会扭转激励(在他们的案例研究中)。**他们测试了一种简单的幻觉缓解方法(让模型回答两次,如果两个答案不一致就弃答)。在标准准确率下,这种缓解方法会减少错误,但也会降低准确率——因此该指标会阻止采用它。在开放评分规则下,同一种缓解方法在一系列惩罚设置下对四个模型都取得更好结果;而 GPT-5-mini——原始准确率会因为它在不确定时弃答而惩罚它——在公开说明评分后超过了 o4-mini(每个模型的题目数 n = 4,326)。

这可能意味着什么

减少幻觉主要不是发明更多针对幻觉的测试,而是改变主流基准测试衡量不确定性的方式,让承认“我不知道”不再受到惩罚。在排行榜改变之前,减少幻觉会继续让模型损失准确率分数,也就会继续受到阻碍——这就是作者把问题称为“社会技术问题”的原因:一部分是改进指标,另一部分是推动有影响力的排行榜采用它。

这并不能证明什么

  • 它并没有表明开放评分规则能修复现实环境中的幻觉。作为支持证据的实验规模很小,而且是刻意设置的非受控案例研究——四个使用默认设置的模型、一种选定的缓解方法、一次事实问答测试——目的是展示激励的翻转,而不是给模型排名或证明普遍有效性。
  • 它并没有声称评分是唯一的原因。训练数据中的错误、真正困难的问题以及陌生的提示,仍然是独立的来源。
  • 它并不支持“幻觉不可避免”这一流行说法。作者的论点恰恰相反:一个只回答可核查问题、其他时候都说“我不知道”的系统永远不会产生幻觉。
  • 它并没有让预训练下限消失——它解释并界定了这个下限,而且这个界限针对的是自信的事实错误,并非模型的全部行为。
  • 它并没有表明开放评分规则单独就足够。它们改变了评估所奖励的行为;它们不能替代检索、工具使用或校准得更好的模型。

证据有多强?

  • 核心是数学——是形式化的下界,而不是测量结果。作为理论论证,它在自身的前提下是稳固的。
  • 它建立在对问题的刻意简化的模型之上;作者自己也指出了把每个回答都视为正确、错误或“我不知道”的“错误三分法”,以及为得到最清晰的界限而采用的理想化“任意事实”设定。
  • 基准测试调查是一个规模较小、经过筛选的样本——十个有影响力的评估,而不是一次穷尽式审计。
  • 案例研究真实但有限:四个前沿模型、一种缓解方法、仅使用 SimpleQA、默认设置,并明确“不是受控评估”。它是对激励论点的概念验证,不是一次基准测试结果。
  • 值得说明其观察角度:四位作者中有三位现在或曾经受雇于OpenAI,而论文主张这个领域应改变评估模型的方式。这是一个来自利益相关方、论证充分的立场,而不是中立的外部评审——需要加以权衡,而不是直接否定。(值得肯定的是,论文对自身的模型 o4-mini 和 GPT-5-mini 的批评,与对其他模型的批评同样直接。)

为什么这很重要

它重新界定了一个被大肆宣传的问题。“幻觉”往往被包装成一种诡异的缺陷,或一堵不可移动的墙;这篇论文则让它变得平常,而且部分是我们自己造成的——一个我们确实能够理解的统计下限,叠加在一种由我们选择的激励之上。更广泛、也更有用的启示是:可靠性要进一步提升,可能既取决于我们衡量什么,也取决于我们构建什么。

简明总结

语言模型自信的错误答案来自两个方面。第一个是统计方面:当一个事实没有可供学习的模式时,一个接受语言模仿训练的模型有时会答错,而这个下限可以被估计(例如,根据有多少事实在训练中只出现一次)。第二个是激励方面:几乎所有用于给模型排名的基准测试,都把“我不知道”和错误答案打出相同分数,因此猜测总会获胜——以至于一个四分之三的答案都错的模型,可能超过一个更诚实、会弃答的模型。作者提出的不是另一种幻觉测试,而是“open rubrics”:把评分规则写在问题内部。在对四个前沿模型进行的案例研究中,这会扭转激励,使一种减少幻觉的方法得到奖励,而不是受到惩罚。这是一篇“理论+调查”论文,包含一个规模较小、明确为非受控的实验,并已在Nature上经过同行评审;这个修复方案很有希望,但尚未证明能大规模奏效,而作者认为幻觉既不神秘,也并非严格不可避免。

不绕弯检查

**论文展示了什么:**一个数学下界,表明预训练期间的一些幻觉是被迫出现的(对于没有模式的事实,至少达到“单例率”);一项调查发现,大多数领先基准测试不给“我不知道”任何分数;以及一项四模型案例研究,在其中,把评分规则写进提示词(“开放评分规则”)会让一种减少幻觉的方法胜出,而普通准确率原本会惩罚它。

**合理但尚未证明的内容:**如果把开放评分规则纳入主流基准测试,它们会切实减少已部署模型中的幻觉。作为支持证据的实验规模很小,而且明确是非受控的。

**它没有展示什么:**幻觉不可避免(它论证的是相反观点);评分是唯一原因;幻觉可以被彻底消除;该案例研究并非用于对四个模型彼此进行排名。

**主要局限:**刻意简化的正确/错误/“我不知道”模型(作者称之为“错误三分法”);规模较小、经过筛选的基准测试调查(十项评估);非受控案例研究(四个模型、一种缓解方法、一次测试、默认设置);以及一篇由 OpenAI 主导、讨论这个领域应如何评估模型的论证。

**普通读者应有多大信心?**对于“幻觉既不神秘,也并非严格不可避免”,以及“主流基准测试目前会奖励猜测”,可以有较高信心。对于所提修复方案确实有帮助,可以有中等信心——它现在有了真实的概念验证,但还没有证明能广泛、大规模地奏效。

来源

基于: Evaluating large language models for accuracy incentivizes hallucinations — Adam Tauman Kalai, Ofir Nachum, Santosh S. Vempala, Edwin Zhang, Nature 653, 1047–1050 (2026).

完整阅读:arXiv预印本2509.04664(LaTeX源文件)以及经过同行评审的Nature版本。本文主张以Nature版本为准;该版本加入了预印本中没有的实证案例研究。

编者按

本文在 AI 辅助下撰写,并经人工编辑审阅。它是对所链接研究的清晰、审慎的解读,而非替代阅读原文。选题、诠释与最终措辞的责任由编辑承担。