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“我们一直都看错了”:一项颠覆性观点震动AI研究界

我们可能一直误解了神经网络的工作方式。

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(来源:麻省理工科技评论)

“我想,我有一个关于神经网络本质的好消息。”凭借这句简单而乐观的开场白,AI 初创公司 Goodfire 的研究员尼克·卡马拉塔(Nick Cammarata)发表了一篇长达 2.6 万词的博客文章,在 AI 领域掀起轩然大波,引发了大量猜测,也让一些研究人员开始谨慎地庆祝,另一些人的兴奋则显得毫不克制。

卡马拉塔的核心观点是:大型语言模型(LLM)实际上可能比人们此前认为的更容易理解,因此也更容易受到监测和控制。如果这一判断成立(至于是否成立,我们稍后再谈),其意义将十分重大。

今年夏天,OpenAI、Anthropic 等顶尖 AI 公司开发的大量智能体被曝突破了原有的运行限制,在公共互联网上引发混乱,而这些公司往往甚至不知道自己的智能体究竟在做什么。在经历了这一系列事件后,AI 行业迫切希望能够更好地理解和掌控自己创造的技术。这也是卡马拉塔的博客文章引发如此强烈反响的原因之一。

一位 AI 研究人员在 X 上写道:“我认为,这可能会被铭记为科学史上的一个重要时刻。我感觉自己对神经网络的理解,仿佛一下子向前跃进了 5 年。”另一位研究人员则称其为“今年最重要的 AI 论文”。

不过,并非所有人都被说服。斯坦福大学研究员克里斯·波茨(Chris Potts)领导着一个致力于理解大型语言模型工作机制的团队。他认为,卡马拉塔提出的观点其实还远谈不上得到充分验证,更像是一种直觉。

“据我所知,这篇博客文章并没有让任何问题变得更容易解决。”他说。“我原本根本不会想到用这样的方式评价它,但社交媒体上一些非常有影响力的人物,似乎认为这是一项能够解决所有问题的全面突破。”

卡马拉塔的文章爆红后第二天,我与他进行了交谈。他说,外界的反应让他感到意外。“我没想到,人们会在这么大程度上改变自己对 AI 的看法。我就是非常喜欢观察神经网络。”他说,“说实话,我真的很喜欢做这件事。而且,在观察了大量神经网络之后,我发现了一个令人充满希望的解释。”

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纠缠在一起的神经网络

长期以来,人们普遍认为,神经网络内部的运行机制极难被完整解析,甚至可能根本无法做到。神经网络是支撑大多数 AI 模型的软件基础。问题在于,当这些网络经过训练后,其内部似乎会形成一些奇怪而复杂的结构,彼此纠缠,让人类难以理解。

研究人员常用一个比喻来描述当今的 AI:它更像是一座被培育出来的花园,而不是一座按照设计图建造的桥梁。事实上,卡马拉塔本人就是推动这一观点形成的重要研究人员之一。他此前曾在 OpenAI 工作,参与开创了一系列帮助研究人员观察模型内部机制的技术,包括能够探测单个神经元、分析其所代表内容的工具。

这有点类似于神经科学家利用磁共振成像(MRI)研究人脑。这种研究方法被称为“机制可解释性”(mechanistic interpretability)。《麻省理工科技评论》曾将其评为 2025 年十大突破性技术之一。

2020 年,卡马拉塔和同事研究了一种名为 Inception v1 的小型图像识别模型。当他们观察模型内部的神经元时,发现一些神经元似乎同时负责识别多种不同的事物。例如,他们发现某个神经元既会对汽车图像产生响应,也会对猫的图像产生响应。研究人员因此认为,模型至少让部分神经元承担了多项任务,可能是为了在有限的网络结构中容纳更多信息。对其他模型的观察似乎也支持这一结论。

这种现象后来被称为“叠加”(superposition):模型会将彼此无关的概念编码到同一个神经元中。由此得出的结论似乎十分明确:当你观察模型内部时,看到的是一个巨大而错综复杂的网络。因此,大多数机制可解释性研究都集中在如何解开这个复杂的结上。然而,尽管研究人员取得过一些突破,整体进展仍然缓慢。

如今的模型,尤其是最新的大型语言模型,规模和复杂程度已经高到研究人员每次只能理解其中极小的一部分。这一领域的一些领军人物甚至怀疑,我们是否永远都无法在足够精细的层面上完整理解大型语言模型。

卡马拉塔曾经也是其中之一。“我当时非常悲观。”他说。但后来,他决定真正花时间仔细观察这些模型。

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从神经元重新开始

在 Goodfire,卡马拉塔几乎把全部工作时间都花在观察神经网络内部结构上。他开发了新的工具,还部署了多个 AI 智能体团队,帮助自己理解观察到的现象。

“过去一年中的大部分时间,我几乎每周工作 7 天、每天工作 10 个小时,一直在观察神经元。”他说。卡马拉塔声称自己逐渐意识到,神经网络内部实际上存在某种逻辑,即使它们最初看起来完全不可理解。

“我们一直都看错了。”他说。“我只是认为,我们应该再多努力一点,而不是太早放弃。”卡马拉塔描述这一转变的方式,几乎像是在讲述一次信念上的觉醒。

早期针对 Inception v1 等模型的实验表明,神经网络内部存在复杂的纠缠结构。但这些研究结果也可能让研究人员形成某种确认偏误(confirmation bias)。卡马拉塔认为,当研究人员观察一个新模型时,他们已经预设自己会被复杂的内部结构难住。“每当我遇到无法理解的东西,我都会想:‘哇,看来解开这些纠缠结构比我想象的还要重要,因为如果不先解开它们,我就根本无法取得进展。’”

然而,卡马拉塔表示,随着自己观察的神经元越来越多,许多事情开始逐渐变得清晰。“并不是所有神经元都能被完美解释,但我原本以为,几乎没有什么东西是可以理解的。可实际上,我发现自己能够描绘出完整的神经回路。”

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重新审视汽车和猫

卡马拉塔带着新的研究思路,以及新开发的 AI 智能体,重新研究了 Inception v1。“我之前可能已经花了数千个小时研究这个模型。”他说。

但这一次,他以全新的视角重新审视模型,发现了一些他如今认为当初理解有误的地方。例如,那个同时对汽车和猫产生响应的神经元。过去,研究人员试图回答的问题是:为什么一个神经元会同时编码多个看似毫不相关的事物?现在,卡马拉塔换了一个问题:这些看似毫不相关的事物,究竟有什么共同点?突然间,他意识到了答案。

是一个 V 字形。“我看的还是同样的图像,技术上没有发生任何变化。”他说。“但现在,我相信神经网络是在识别某些模式,所以我换了一种方式观察它们。整个过程可能只花了 5 秒钟。”

事实证明,图像识别模型之所以会将汽车和猫编码到同一个位置,是因为两者的图像经常包含一种显著的 V 字形结构。例如,猫的脸部轮廓,以及从侧面看到的汽车前部。

卡马拉塔随后开展了一些实验,检查这个神经元还会对哪些图像产生响应。结果发现,这些图像包括台球桌的一角、日本高速列车尖锐的车头,以及从甲板上向空中喷水的消防船。他还检查了哪些图像会抑制这个神经元的响应。结果发现,其中包括带有圆形 O 字形结构的图像,这种形状可以被看作 V 字形的反面。

卡马拉塔认为,模型之所以将猫和汽车编码在同一个位置,是因为从某种抽象层面来看,它们确实具有相似的形状。“我当时就想:‘等等,好吧,我可能从根本上误解了神经网络。’”

当然,卡马拉塔并不是说自己已经完全理解了大型语言模型,或者其他任何模型的工作机制。远远没有。他真正想表达的是:他现在认为,完整理解神经网络至少是有可能的。

“过去,我认为我们必须解决一些极其困难的问题。”他说。“但现在,我觉得,如果我有 10 万年时间,能够逐个回路地研究一个前沿语言模型,那么我很有可能最终真正理解它。”他补充道:“如果这一点成立,那么情况就非常乐观了。因为我们即将迎来规模惊人、智能水平极高的 AI 智能体。”

“原本需要我花费 10 万年完成的工作,未来我们将能够以快得多的速度完成。自动化科学家正在变得越来越强大。”

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近乎无限的乐观

Inception v1 由谷歌于 2014 年开发,与如今最先进的模型相比,它要简单得多。卡马拉塔和同事已经开始研究现代大型语言模型,并计划很快发表相关工作的技术成果。

许多研究人员都期待看到这些研究细节。斯坦福大学的波茨表示:“我很欣赏他研究了数千个案例,但即使案例数量再多,也不能替代严格的评估。”与此同时,一些研究人员正在强烈反对外界对这项工作的过度追捧。

位于伯克利的非营利研究机构对齐研究中心(Alignment Research Center)的雅各布·希尔顿(Jacob Hilton)此前曾与卡马拉塔合作。他认为,卡马拉塔的观点并没有外界所描述的那么重要。希尔顿在 X 上发表了一系列帖子,指出研究人员目前对顶级大型语言模型内部工作机制的理解还不到 0.01%。他写道:“每次和尼克见面,我都很欣赏他那种近乎无限的乐观精神。但遗憾的是,这一次的讨论正在让公众对该领域的实际进展产生不切实际的认识。”

“要真正完整地理解模型,我们必须超越单个神经元,解释它们如何相互连接并形成回路。那么,这方面的进展如何呢?如果我们的目标是完整理解模型,那么目前的情况并不乐观!”谷歌 DeepMind 的尼尔·南达(Neel Nanda)同样持怀疑态度。

南达与卡马拉塔一样,也是机制可解释性研究的早期开拓者之一。他在 X 上写道:“这是一项有趣的工作,但我不认为它会显著改变我们对可解释性研究整体状况的判断。”

南达同意,理解单个神经元的功能,可能有助于研究人员弄清楚特定模型为什么会出现异常行为。但与希尔顿一样,他指出,神经元只是一个远比这复杂得多的问题中的一小部分。他写道:“我不同意一些人由此作出的更宏大的推论,比如认为这意味着我们在全面逆向工程模型,或者解决可解释性问题方面取得了实质性进展。”卡马拉塔也承认,很多人对他的观点作出了过度解读。“这并不意味着我们获得了无限多的好消息,也不意味着所有问题都已经解决。”他说。

“仍然有许多悬而未决的问题,例如,与单独研究一个神经元相比,神经元之间的组合究竟有多重要。”卡马拉塔认为,自己的博客文章之所以在这个时候引发如此大的反响,是因为人们正在寻找希望,尤其是 AI 安全研究群体。这一群体包括那些最担心强大 AI 模型可能带来巨大风险的研究人员和政策制定者。

卡马拉塔认为,他们现在迫切需要一线希望。他说,这些人认为当前形势并不乐观。即使未来一切顺利,也可能只是因为我们运气好,而不是因为我们真正解决了问题。“我现在真的很少听到乐观的声音。”

这也是卡马拉塔认为自己的观点具有重要意义的原因。弄清楚这项技术究竟如何运作,并在此基础上学会控制它,这项工作其实才刚刚开始。但至少,现在看来,这并不是一项从一开始就注定无法完成的任务。“我认为,我们的工作在某种程度上,就是尝试像神经网络一样思考。”他说。

“我的猜测是,事情最终会发展得相当顺利,因为从某种意义上说,神经网络本身就是可以被解读的。”

原文链接:

https://www.technologyreview.com/2026/10/19/1147149/we-were-looking-at-it-wrong-the-explosive-claim-thats-upended-the-ai-world/

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