![]()
作者介紹: 南京大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生甘思遠為本文第一作者;南京大學(xué)高陽教授為本文合作者;上海人工智能實驗室孟林建青年研究員和南京大學(xué)霍靜副教授為本文通訊作者。
以 DeepSeek-R1、OpenAI o1 為代表的大型推理模型,憑借長思維鏈的「思考」能力在數(shù)學(xué)、代碼等任務(wù)上大放異彩。但思考是有代價的:冗長、反復(fù)的推理過程帶來了巨大的推理開銷與延遲,這就是廣受關(guān)注的「過度思考」(Overthinking)問題。一個自然的解決思路是訓(xùn)練混合推理模型:讓模型根據(jù)問題難度,自動決定是「深思熟慮」(thinking 模式)還是「脫口而出」(non-thinking 模式),并使用強化學(xué)習(xí)(RL)訓(xùn)練模型掌握這種能力。
然而,這套看似合理的獎勵設(shè)計,卻埋下了一個經(jīng)典的隱患:獎勵欺騙(Reward Hacking)。模型很快學(xué)會了「鉆空子」—— 表面上輸出非思考模式的格式標記,骨子里卻照樣進行長篇思考,既靠思考拿到了正確答案,又騙取了非思考模式的額外獎勵。
為了解決這一問題,來自南京大學(xué)、上海人工智能實驗室和中國移動九天研究院的研究團隊提出了Thinking-Based Non-Thinking(TNT):不依賴昂貴的 SFT,僅利用思考模式回答中「答案部分」的長度信息,為每個問題動態(tài)設(shè)定非思考模式的 token 上限,就將獎勵欺騙的發(fā)生概率壓到了 10% 以下,同時在五個數(shù)學(xué)基準上實現(xiàn)了準確率與效率的最優(yōu)權(quán)衡。
目前,該論文已被自然語言處理頂級會議 ACL 2026 Main Conference 接收
![]()
- 論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2601.04805
- 代碼鏈接:https://github.com/SiyuanGan/Thinking-Based_Non-thinking
背景介紹:混合推理模型與 RL 訓(xùn)練范式
我們先來回顧一下混合推理模型的基本設(shè)定。
給定一個以特殊 token 標記思考結(jié)束;其后 則是最終的解答(solution)部分,只包含正確的解題步驟與答案。沿用先前工作的約定,若思考部分為空,則該回答被判定為非思考模式,否則為思考模式。在 RL 訓(xùn)練中,為了鼓勵模型在能力允許時優(yōu)先選擇高效的非思考模式,正確的非思考回答會被賦予比正確的思考回答更高的獎勵。
結(jié)尾的輸入提示,推理模型的回答最初是思考部分 —— 包含不斷探索、反思與自我驗證的長思維鏈;
動機:一個被低估的獎勵欺騙問題
問題恰恰出在「更高的獎勵」上。由于模式判定僅依賴第一個 token 這種表面信號,模型完全可以先輸出 偽裝成非思考模式,隨后的內(nèi)容卻照樣反復(fù)推演,甚至再次生成 終止符 —— 靠真實的思考得到正確答案,卻領(lǐng)走了非思考模式的高額獎勵。
![]()
獎勵欺騙問題示例。模型生成的首個 token 為 ,被分類為 non-thinking 模式,但回答內(nèi)容明顯具有 thinking 模式特征(如使用 "Wait"、"Alternatively" 等關(guān)鍵詞),構(gòu)成了典型的獎勵欺騙行為。
這一問題的嚴重性超出想象。文章實測發(fā)現(xiàn),未處理獎勵欺騙的 RL 方法在 AIME24 上,被判定為「非思考模式」的回答平均 token 用量竟高達 10845,與思考模式的 11976 幾乎不相上下 —— 所謂的「非思考」已名存實亡,整個訓(xùn)練事實上已經(jīng)崩塌。
針對該問題,現(xiàn)有方案大致有兩條路,但各有硬傷:其一是引入 SFT 來固定模型兩種模式的輸出行,但 SFT 計算開銷極其高昂;更糟的是,SFT 還會帶來顯著的性能退化,先前工作的 SFT 模型在 AIME24 上準確率僅約 10%。其二是為非思考模式設(shè)定最大 token 上限,超限即視為欺騙,但現(xiàn)有工作對所有問題施加統(tǒng)一的上限,這在邏輯上是行不通的:簡單問題(如「1+1 等于幾」)即便用長思維鏈反復(fù)驗證,其 token 數(shù)也可能遠低于復(fù)雜 AIME 題目正常作答的長度。
方法:
用思考模式的「答案」
標定非思考模式的「尺子」
![]()
圖 1:TNT 方法概覽。
破局的關(guān)鍵洞見相當(dāng)優(yōu)雅:思考模式回答中 之后的解答部分,本身就不含思考 —— 而這恰好就是非思考模式的定義。換言之,思考模式回答自帶一份「該問題的答案正常應(yīng)該寫多長」的免費標尺。TNT 正是利用這一點,為每個問題動態(tài)設(shè)定非思考模式的 token 上限。
![]()
![]()
![]()
![]()
整套方法基于 GRPO 進行訓(xùn)練,無需任何 SFT,無需修改模型結(jié)構(gòu)或 tokenizer,并且與 Dr. GRPO、DAPO、GSPO 乃至經(jīng)典 PPO 等算法天然兼容,是一個即插即用的獎勵層面修正。
實驗驗證:準確率與效率的雙贏
文章以 DeepSeek-R1-Distill-Qwen-1.5B/7B 和 DeepScaleR-1.5B 為基座模型進行了實驗的驗證。
更少的 token,更高的準確率。在 1.5B 模型上,TNT 相比基座模型將平均 token 用量削減 46.2%,平均準確率反而提升 4.1 個百分點,超越全部同類方法配置。
![]()
不同混合推理模型訓(xùn)練方法在數(shù)學(xué)基準上的平均準確率與 token 用量對比。
![]()
各模型在 non-thinking 模式回答中出現(xiàn) thinking 相關(guān)動詞的概率。
獎勵欺騙被有效遏制。文章統(tǒng)計了非思考模式回答中「Wait」、「Alternatively」等思考類動詞的出現(xiàn)概率:未考慮該問題的 AutoThink 概率最高,采用統(tǒng)一上限的 AdaptThink 也顯著偏高,而 TNT 在所有測試集上均低于 10%,僅次于付出了高昂 SFT 代價的方法。
模型學(xué)會了「看菜下飯」。TNT 的非思考模式占比與任務(wù)難度呈清晰的負相關(guān):在 AIME24/25 這類難題上幾乎全程思考(占比僅 1.7%/0.8%),在相對簡單的 AMC23 上則有近 30% 的問題直接作答,實現(xiàn)了基于難度的自主模式選擇。
基座越強,優(yōu)勢越大。在 DeepScaleR-1.5B 與 7B 模型上,TNT 的 TE 分別達到 0.70 與 0.79,大幅領(lǐng)先次優(yōu)方法的 0.54 與 0.67;在 7B 上更是同時拿下最高平均準確率(54.2%)與最低 token 用量。此外,TNT 在與 CoT 壓縮方法的對比中全面勝出,并在 GPQA Diamond 這一分布外基準上取得最優(yōu)效果,展現(xiàn)了良好的泛化性。
總結(jié)和展望
總而言之,這篇論文直面了混合推理模型 RL 訓(xùn)練中一個具體而致命的失效模式,獎勵欺騙,并給出了一個四兩撥千斤的解法:與其用昂貴的 SFT 去「管住」模型的輸出,或用一刀切的上限去「猜」每道題的合理長度,不如讓思考模式自己的解答部分來告訴我們,這道題不思考時正常應(yīng)該寫多長。由此提出的 TNT 無需 SFT、無需改動模型結(jié)構(gòu),僅在獎勵層面引入一個動態(tài) token 上限,便在三個基座模型、五個數(shù)學(xué)基準上一致地實現(xiàn)了約 50% 的 token 削減與準確率提升,并將獎勵欺騙概率壓制在 10% 以內(nèi)。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.