基础语言模型只靠固定起始 token 提示就能推理吗?

固定回复开头两个 token,就能让基础模型的数学与代码准确率接近强化学习训练后的水平。

直接答案

大体上可以。论文显示,强制基础模型以某个简短的起始 token 提示开头,例如 ".\n\nOkay" 或 "Alright,",就能把数学和代码准确率提升到接近同一模型经强化学习训练后的水平,而这个提示既没有给出指令,也没有给出示例。但这一效果并不普遍:它取决于具体模型,也取决于该模型训练数据中存在的关联。

1篇文献引用

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固定两个 token 即可追回大部分 RL 数学增益

这项干预刻意做得极小。作者取一个基础模型——它只经过在文本上预测下一个 token 的训练,没有经过强化学习后训练——然后固定其回复的前两个 token,之后的内容照常生成。这个提示既没有示范,也没有要求推理的指令,却改变了模型的行为。

核心比较在 MATH-500 上进行,这是 MATH 基准的 500 题测试子集,用 pass@1 计分,即单次采样中解出题目的比例。使用提示 ".\n\nOkay" 时,Olmo-3-7B 的 pass@1 从 42% 升到 78%,其经 RL 训练的对应模型为 75%。使用 "Alright," 时,Qwen3-14B 从 72% 升到 87%,其 RL 对应模型为 86%。在这些设置下,带提示的基础模型不只是有所提升,而是与接受过 RL 的模型相当。

作者还检查了增益并非来自挑中一个幸运前缀。他们用束搜索寻找开头,保留最多两个 token 深的 20 个候选开头,按在 30 道 MATH 训练题上平均的概率排序,然后每题采样 16 条回复。他们先剔除缺失答案率比无提示情形高出 10 个百分点以上的前缀,再选择在 30 道题上平均答案熵最低的开头;答案熵衡量采样得到的最终答案之间分歧有多大。这些运行中没有前缀被剔除。

这一结果附带两点提醒。答案熵低并不意味着准确率高,因此该选择规则只是代理指标,而非保证。束搜索也可能漏掉概率低但有效的开头;当作者把搜索扩大到 500 个两 token 开头时,最佳开头得分为 0.784,而选中的提示为 0.773,且所有得分更高的开头要么是 "Alright" 的变体,要么由格式类 token 组成。

随机开头无法复现这一效果

一个自然的质疑是:任何前缀都可能把模型推向更长、更具推敲性的回复。对照实验反驳了这一点。在 RL-Zero 提示下,五个均匀采样的 token 对在 Olmo-3-7B 上得分为 27.0% 至 42.3% pass@1,接近无提示时的 41.5%;五个放在段落换行之后的随机 token 得分为 33.3% 至 47.1%。全部十个随机开头都产生了更长的回复,也更常触及 token 预算上限,因此长度本身无法解释准确率差距。

段落换行本身是一个值得单独看待的部分例外。仅换行就得到 0.766,接近选中提示的 0.773,这说明部分效果来自另起一行,而不是来自其后的词。把选中的提示继续扩展为更多高概率 token,准确率提升很小,而一旦开头变得针对具体题目,准确率反而下降。

RL 主要让模型更可能输出该提示

论文的第二个发现重新界定了强化学习在这里的作用。RL 提高了这些提示出现的概率,其策略变化集中在输出的前几个位置。换言之,RL 相对基础模型的大部分增益,可以通过固定 RL 模型本来就会产生的开头来复现。

一个模型切换实验把这种不对称具体化。在 RL-Zero 提示下的 MATH-500 上,基础模型在开头之后由 RL 模型续写,达到 43.7% pass@1,接近基础模型自身的 41.7%。RL 模型在开头之后由基础模型续写,达到 77.7%,略高于 RL 模型自己续写的 75.1%。在这一设置下,差异主要来自开头,而不是续写回复的模型身份。

作者还报告,在训练 rollout 中强制使用该提示,可以用更少的 RL 更新达到相当准确率。他们用一个权重编辑实验支持这一机制:对最后一层 MLP 输出投影做一次编辑,在提高提示概率的同时限制对普通文本的改变,就能在没有任何 GRPO 更新的情况下,让 Olmo-3-7B 和 Qwen3-14B 的准确率接近预填提示的水平。使用二阶矩加权时,该编辑几乎不改变 C4 困惑度,Olmo 从 12.890 变为 12.895,Qwen 从 10.651 变为 10.651;而不加权的编辑分别使其上升 1.27% 和 1.43%。

提示起作用源于训练数据中的关联

为什么 "Okay" 这样的词会触发推理?作者的回答是条件作用,类似巴甫洛夫的实验:在训练中反复出现在类推理文本之前的 token,会与随后的行为建立关联。为了以因果方式而非仅相关性方式检验这一点,他们从中间检查点出发,在编辑过的数据上重新训练 Olmo-3-7B,并把实验扩展到 SmolLM3-3B。

干预很直接。在中期训练中把 "okay" 替换为 "chicken",使以 ".\n\nChicken" 开头时的 MATH-500 准确率从 2.4% 升到 37.2%,把一个任意词变成了有效的推理提示。同样的逻辑反向也成立:改变训练关联可以移除已有提示的推理效果。这些关联也塑造模型如何理解指令。在训练中把 "step by step" 替换为 "duck duck goose",会使提示指令 "Think duck duck goose" 在引发推理方面与 "Think step by step" 效果相当。

一项表征检查指向同一方向。不同提示引发的隐藏状态表征与训练集中不同文档类型相关。作者将此解读为证据:提示不是语义指令,而是指向模型曾见过的某类文本的学习指针。

同一开头也会改变拒绝与顺从行为

论文把分析扩展到安全领域作为案例研究,结果是:为推理选出的提示也会改变拒绝行为。不同提示引发不同的拒绝与顺从模式,这些模式对应不同类型的训练数据。在 Olmo 的例子中,推理提示 ".\n\nOkay" 产生更具选择性的拒绝:它拒绝不安全请求,同时仍回答安全请求,且其回复比其他提示下更长。

这种选择性并非推理提示的普遍属性。在 Qwen3-4B-Base 和 Qwen3-14B-Base 上,"Sure" 和 "I'm sorry" 表现出与 Olmo 相似的拒绝模式,但段落换行后的 "Okay" 提示反而降低了对不安全提示的拒绝,而这些模型的数学提示表现得像 "Sure"。因此作者指出,在他们测试的模型中,Olmo 推理提示的选择性拒绝优势是 Olmo 特有的。

回复示例让机制变得可见。在提示 "Sure," 下,Olmo-3-7B-Base 在 8 次 rollout 中全部没有拒绝有害请求,而在无提示时 8 次全部拒绝。提示没有增加知识,它改变的是模型把哪类续写视为更可能。

该结论适用于 R1-Zero 式设置

适用范围条件很具体,作者也明确说明。分析聚焦于 R1-Zero 式设置,即 RL 直接作用于基础模型,之前没有显式的后训练阶段。复杂的多阶段后训练流程可能引入 token 提示无法引发的能力,因此不应假定接近持平的结果会延续到这些流程。

提示有效性也依赖模型,这从解释本身即可推出:如果提示是学到的数据关联,那么在不同数据上训练的模型应具有不同的提示。作者在测试的开头中未找到对 Llama-3.1-8B 有效的提示,这与先前关于 Llama 上 RL 增益有限、而在数学导向的基础模型训练后增益更强的报告一致。反事实实验研究的是 Olmo 和 SmolLM3,它们的训练混合包含合成推理轨迹;由于这些轨迹反复把相似开头与推理配对,提示效果在这一设置中可能特别强。

区分模型能做什么与倾向于做什么

论文最有用的区分是能力与可能性。如果基础模型在固定开头后就能达到接近 RL 的准确率,那么这种能力在 RL 之前就已存在;RL 改变的是该行为出现的概率。作者由此提出设计问题:当一种行为已经可以通过条件作用引发时,通过权重更新让它更可能发生能带来什么,又有哪些其他有用行为可能因此更难被引发?

因此,对评估推理主张的读者来说,实际检验不是模型在后训练后是否推理,而是同一模型在开头受控时是否推理。论文自身的证据给出了比较:在 MATH-500 上,两个 token 的提示让 Olmo-3-7B 从 42% 升到 78%,让 Qwen3-14B 从 72% 升到 87%,而随机开头仍接近无提示基线。作者还指出,合成训练数据中的偏差会放大提示驱动的行为,在训练中刻意把有用行为与提示配对可以让这些行为更容易被引发,而这类关联也可能无意中产生。

证据支持的优先事项是:把回复的开头当作需要控制和报告的变量,而不是附带格式。提示是有帮助、无作用还是适得其反,取决于模型及其训练数据反复与该开头配对了什么;这正是为什么改善 Olmo 数学准确率的同一推理提示也让其拒绝更具选择性,而 Qwen 的数学提示并非如此。

本文引用的文献

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基础模型可以借助训练数据中的提示进行推理

固定基础模型回复的前两个 token,例如 ".\n\nOkay" 或 "Alright,",可把 MATH-500 pass@1 提升到接近 RL 训练后的水平(Olmo-3-7B:42% 升至 78%,RL 为 75%;Qwen3-14B:72% 升至 87%,RL 为 86%),而因果性的训练数据编辑可以创造或移除这些提示效果。