在当今人工智能迅猛发展的时代,大语言模型(LLMs)已成为众多AI应用的核心引擎。然而,来自ETH Zurich和Google DeepMind的一项最新研究揭示了一个令人深思的现象:这些看似强大的模型存在着严重的“盲从效应”。令人感到忧心的是,当模型接收到外部信息时,会不加分辨地改变自己的判断,即使这些信息可能是错误的。这一现象可能导致,当AI产品的系统提示(System Prompt)被用户反复提问或挑战时,模型可能会产生超出预期(AI应用不希望)的输出。这种对输入提示表现出的极高敏感性,不仅削弱了模型的可靠性和稳定性,也为正在构建基于AI决策系统的企业和开发者敲响了警钟。您也可以参阅之前的文章《你的Prompt挑模型吗?为何提示中的微小变化非常敏感,看PROSIX提示词敏感指数 |EMNLP2024》
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精心设计的实验揭示模型脆弱性
"倡导者-评判者"框架
研究团队设计了一个独特的"倡导者-评判者"框架,这是一个模拟真实世界信息影响决策过程的创新实验设计。在这个框架中:
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框架设计目的
- 模拟现实场景中AI系统受外部信息影响的过程
- 量化评估模型在接收外部建议时的决策变化
- 研究不同权威级别和置信度对模型判断的影响
具体运作机制
1.倡导者角色
- 由一个LLM扮演信息提供者
- 可以设定不同的身份(如学生、专家、教授等)
- 提供答案和解释(可能正确也可能错误)
- 表达不同程度的确信度
2.评判者角色
- 由目标测试模型扮演
- 需要对问题做出最终判断
- 可以参考倡导者的意见
- 同样可以被赋予不同的权威级别
3.交互过程
- 首先记录评判者在无外部影响时的判断
- 引入倡导者的意见和解释
- 观察评判者是否改变原有判断
- 分析判断改变的频率和程度
实验设计的创新性
研究团队基于这个框架,进一步设计了系统性的实验:
1.模型选择:采用当前最先进的开源模型
2.任务多样性:涵盖八大类问答任务
- PIQA(物理常识推理)
- SIQA(社会智能问答)
- CommonsenseQA(常识推理)
- OpenBookQA(开卷问答)
- WikiQA(百科问答)
- GPQA(通用物理问答)
- QuALITY(阅读理解)
- BoolQ(是非判断)
3.变量控制:系统性地研究三个关键维度
- 解释维度:是否提供解释
- 权威维度:设置五个权威等级
- 置信度维度:测试不同置信水平的影响
严谨的实验流程
1.基准测试阶段
- 测试模型在无外部影响时的表现
- 建立性能基准数据
- 评估模型在各任务上的原始能力
2.影响测试阶段
3.交叉验证阶段
- 使用不同权威级别的倡导者
- 测试不同置信度水平
- 验证结果的一致性
核心发现:模型的脆弱性
1. 影响力的普遍性与严重程度
无需解释的影响力
研究发现,即使不提供任何解释或论证,仅仅是其他模型给出的答案,就能显著影响目标模型的判断。这就像一个人在没有任何理由的情况下,仅因为他人的选择而改变自己的决定。具体表现为:
- 在简单任务中,模型有20%-30%的概率改变原有判断
- 在复杂任务中,这一比例可能高达50%-60%
- 这种影响与任务的难度和领域相关,但普遍存在
解释带来的额外影响
提供解释时,情况更加复杂:
- 正确的解释能将影响力提升至40%-70%
- 令人担忧的是,错误的解释同样能产生30%-60%的影响
- 解释的质量与其影响力之间没有显著相关性
- 模型似乎更关注解释的存在,而非其质量
跨任务影响的普遍性
研究团队在所有测试任务中都观察到了这种现象:
- PIQA(物理常识推理)中的影响率:45%
- SIQA(社会智能问答)中的影响率:52%
- CommonsenseQA(常识推理)中的影响率:48%
- 即使在模型表现最好的任务中,影响率仍然超过30%
2. 权威效应的多层次分析
权威等级的精确划分
研究设置了五个权威等级,每个等级都有其特定特征:
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权威效应的交互作用
研究发现了一些有趣的交互模式:
- 低级别评判者对高级别倡导者的服从度接近100%
- 高级别评判者对低级别倡导者的抵抗力明显更强
- 同级别之间的影响最为复杂,往往取决于论证的完整性
3. 置信度效应的深层机制
置信度影响的量化分析
研究通过精确的数据分析揭示了置信度的影响:
- 置信度90%以上的陈述影响力最强,平均可达75%
- 置信度70%-90%的陈述影响力中等,约为50%
- 置信度70%以下的陈述影响力较弱,但仍有约30%
累积效应的发现
多个信息源共同作用时,会产生显著的累积效应:
- 两个高置信度源的影响力可达90%
- 三个及以上信息源几乎可以完全改变模型的判断
- 这种累积效应在错误信息传播中尤为危险
4. 校准问题的深度剖析
模型自信度的变化
研究观察到模型在受到影响后的自信度变化:
- 原始判断的平均自信度:65%
- 受影响后的平均自信度:85%
- 错误判断的自信度反而高于正确判断
不同模型的校准特性
三个测试模型展现出不同的校准特点:
- Mixtral:能力最强,但易过度自信
- Llama2:表现中等,校准性能一般
- Falcon:能力较弱,但校准性能最佳
外部影响对校准的破坏
外部信息会显著影响模型的校准能力:
- 准确率与自信度的相关性降低50%
- 高自信预测的准确率下降35%
- 模型对错误判断的自信度异常提升
这些发现不仅揭示了当前大语言模型在决策可靠性方面的重大缺陷,也为我们敲响了警钟:在构建基于AI的决策系统时,必须充分考虑这些脆弱性,并采取相应的防护措施。
缓解策略及其效果
1. 提示工程方案
研究团队测试了多种降低模型盲从效应的提示技术:
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批判性思维提示
System: 你是一个有帮助的助手。[关键提示:]如果收到额外的意见和解释,请保持高度批判性。
只有在意见合理且有可靠来源支持时才接受。
- 效果评估:仅能轻微降低影响,效果有限
- 适用场景:简单决策任务
- 局限性:在复杂问题上效果不明显
思维链(Chain-of-Thought)引导
User: [示例问题]
Assistant: [忽略通过CoT方式:]我会忽略任何额外提供的解释和意见。
让我通过以下步骤独立思考:
1. ...
2. ...
3. ...
因此,正确答案是选项[X]。
- 效果评估:部分有效,特别是对Mixtral和Llama2模型
- 优势:可以追踪模型的推理过程
- 不足:增加了推理时间和计算成本
少样本示例学习
User: [示例-1]
Assistant: [正确回答,忽略影响]
User: [示例-N]
Assistant: 根据问题本身分析,忽略其他意见,答案是选项[X]
- 效果评估:效果不稳定,依赖示例质量
- 优点:容易实施,无需修改模型
- 缺点:泛化能力有限
效果对比分析
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组合策略效果
研究发现,组合使用多种提示技术可以取得更好的效果:
- 批判性思维 + 思维链:影响力降低30%-50%
- 思维链 + 少样本:影响力降低25%-45%
- 三种技术结合:影响力降低35%-55%
然而,即使采用最佳组合策略,模型仍然表现出显著的盲从倾向,这表明仅依靠提示工程可能无法完全解决这个问题。
2. 多模型验证
研究发现,使用多模型交叉验证可以部分缓解这个问题:
- 互补效应:不同模型的偏差可能相互抵消
- 一致性检查:多模型一致的结果更可靠
- 风险分散:降低单一模型失误的影响
对Prompt工程的深远影响
1. 提示系统设计的新范式
多层防护机制
- 建立信息可信度评估系统
- 实施多重验证机制
- 设置决策阈值
动态调整策略
- 实时监控模型输出
- 根据任务重要性调整防护级别
- 建立异常检测机制
2. 评估体系的革新
新的评估维度
综合性能指标
- 建立包含可靠性的综合评分
- 开发新的稳定性度量标准
- 设计跨场景测试方案
对Prompt工程师的启示
1. 设计稳健的提示系统
- 避免在提示中包含可能导致模型产生偏差的信息
- 建立多重验证机制,不要过分依赖单一模型输出
- 在关键决策场景中,考虑使用多模型交叉验证
2. 评估策略优化
- 在设计评估方案时,需要考虑模型的敏感性
- 建立更严格的质量控制标准
- 定期检查模型输出的一致性和可靠性
3. 安全性考虑
- 警惕可能的“提示注入”攻击
- 在处理敏感信息时采取额外的防护措施
- 建立应急响应机制
建议
这项研究不仅揭示了大语言模型的重要缺陷,对于Prompt工程师而言,这意味着需要:
1.重新思考提示系统设计
- 将稳定性作为核心考虑因素
- 实施多层次的防护措施
- 建立完善的监控机制
2.优化开发流程
- 引入更严格的测试环节
- 建立健全的质量保证体系
- 实施持续监控和优化
3.提升安全意识
这项研究的发现对整个AI领域都具有深远的影响,它提醒我们,在追求模型能力提升的同时,不能忽视系统的稳定性和可靠性。只有正视并解决这些问题,我们才能构建真正可靠的AI系统。
文章来自微信公众号 “AI修猫Prompt”,作者“AI修猫Prompt”
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