PaperWeekly 09月27日
RLMT:小模型逼近GPT-4o的新范式
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近期,普林斯顿大学陈丹琦团队提出的RLMT(Reinforcement Learning with Model-rewarded Thinking)范式,巧妙融合了RLHF(人类偏好)与RLVR(可验证奖励)的优势。RLMT强制模型在回答前生成显式的思考轨迹,再利用偏好奖励模型进行评估。实验表明,一个8B的小模型,通过RLMT在聊天和创作任务上能媲美甚至超越GPT-4o和Claude-3.7 Sonnet。这一突破不仅是技术上的进步,更可能标志着大模型训练范式的一次重要转折,为小模型赋予“大智慧”成为可能。

💡 **RLMT范式融合显式思考与偏好奖励:** RLMT(Reinforcement Learning with Model-rewarded Thinking)是一种创新的大模型训练范式,它借鉴了RLHF(Reinforcement Learning from Human Feedback)的优点,即通过人类偏好进行奖励,同时采纳了RLVR(Reinforcement Learning with Verifiable Rewards)的“显式思考”机制。模型被要求在生成最终回答前,先输出一段详细的思考过程或推理轨迹。这种结合使得模型既能进行有逻辑的思考,又能产出符合人类期望的回答,解决了RLHF缺乏深度推理和RLVR难以推广到开放域的问题。

🚀 **小模型实现对标旗舰模型的性能:** 通过RLMT范式,一个8B参数的小型语言模型在多项开放域任务(如聊天和创作)上,展现出了逼近甚至超越GPT-4o和Claude-3.7 Sonnet等顶级商用模型的性能。这表明RLMT能够有效地提升小模型的推理能力和回答质量,为训练更高效、更具成本效益的大模型提供了新的可行路径,打破了以往性能与模型规模直接挂钩的认知。

📈 **“显式思考”是关键驱动力:** 消融实验表明,强制模型“先思考再回答”是RLMT成功的核心要素。与仅使用RLHF训练的模型相比,RLMT在多个开放域基准测试中均取得了显著的性能提升(1.5-4分)。这证明了显式推理轨迹不仅不会增加模型负担,反而能有效促进其在复杂任务中的表现,使得模型能够生成更具逻辑性、更少“似是而非”的回答。

🛠️ **影响因素分析与工程实践:** RLMT的有效性受到几个关键因素的影响:强大的奖励模型是基础,更强的奖励模型能带来更好的性能;提示分布的选择比数据规模更重要,贴近真实聊天语境的数据集(如WildChat-IF)效果更佳;算法选择(如GRPO、PPO、DPO)虽有影响但非决定性,GRPO表现最优。这些发现为RLMT的工程落地提供了宝贵的实践指导。

🔄 **思维风格的蜕变与通用推理基座的潜力:** RLMT不仅在技术指标上有所突破,更重要的是它重塑了模型的生成风格。模型从简单的“checklist”式罗列,演变为更具人类智慧的“设约束—分主题—迭代修订”的规划模式。这种思维方式的转变,预示着RLMT有潜力成为驱动多模态、工具调用等更复杂通用推理任务的基座,为未来智能体的发展开辟新方向。

原创 让你更懂AI的 2025-09-26 17:35 北京

显式思考 + 偏好奖励:小模型逼近GPT-4o的新范式

在大语言模型的进化史上,RLHF(Reinforcement Learning with Human Feedback)无疑是最具里程碑意义的范式之一:它让模型从“机械对话机”蜕变为“人类偏好的镜子”。但 RLHF 也有致命的弱点——它并没有要求模型真正去推理。于是我们常常看到模型给出的答案“似是而非”,表面上让人满意,实质上逻辑空洞。

另一方面,近两年兴起的 RLVR(Reinforcement Learning with Verifiable Rewards)在数学、代码等可验证任务上展现了惊人的威力。它要求模型必须先写出显式推理轨迹,再用规则判定答案对错。这让模型在“算题”上表现优异,却难以推广到开放式任务,因为这些场景里并没有唯一的“对错”标准。

那么,能否把 RLHF 的“神”与 RLVR 的“形”结合起来?让模型既学会显式思考,又能生成合乎人类偏好的回答?

普林斯顿陈丹琦组的最新论文给出了答案:RLMT(Reinforcement Learning with Model-rewarded Thinking)。它强制模型在回答前“写下长链推理”,再用偏好奖励模型来评判最终答案。

实验结果显示:一个 8B 模型,凭借 RLMT,就能在聊天和创作任务上逼近甚至超越 GPT-4o 和 Claude-3.7 Sonnet。

论文题目:

Language Models that Think, Chat Better

论文链接:

https://arxiv.org/pdf/2509.20357

代码链接:

https://github.com/princeton-pli/RLMT

这不仅是技术上的突破,更是范式上的转折。下面,我们就沿着论文的逻辑主线,逐步拆解 RLMT 的核心思想与实验发现。

RLMT的形与神

如果把 RLHF 看作“人类偏好的镜子”,RLVR 看作“可验证推理的钢尺”,那么 RLMT 就是试图把两者合一:既要模型学会显式地思考,又要它的回答能合乎人类的期待。

在 RLMT 中,模型被强制先写下一段思考轨迹 z,然后再产出最终回答 y。不同于 RLVR 那种用严格校验器来判定“对错”,这里的评价者是一个偏好奖励模型 r。于是,训练目标就变成了:

为了更好理解,我们先回顾两条“父路线”:

RLHF 的目标函数:

RLVR 的目标函数:

对比可见:RLMT 延续了 RLVR 的“先想后答”生成方式,但最终奖励机制不是硬性的对错判据,而是 RLHF 风格的人类偏好模型。这使得模型必须生成推理链条,但又能在开放域场景里保持灵活。

图 1 展示了三者的结构差异:RLHF 直接用偏好奖励,RLVR 强调严格验证,而 RLMT 则把“显式思考”与“偏好打分”结合在一起。

▲ 图1. RLMT框架结合了RLVR的显式思考流程与RLHF的偏好奖励机制。

图 2 给出了 RLMT 的案例:面对开放式问题,模型会先写下一段 checklist 或草稿式规划,再生成最终回答。

▲ 图2. RLMT让模型在回答前显式生成推理轨迹,思维风格从checklist向迭代修订转变。

有效成分拆解

论文的消融实验表明,RLMT 的成功并非单点创新,而是多因素叠加的结果:

这些因素共同保证了 RLMT 不仅在数学公式上“看起来合理”,更在工程实践中“跑得顺畅”。

从验证到突破

显式思考,是否真的有用?

论文的第一个问题是:如果强制模型“先思考再回答”,到底有没有收益? 

答案写在表 1 的上半部分。同样是 8B 模型,RLMT 在几乎所有开放域基准上都比 RLHF 高出 1.5–4 分。尤其是 WildBench 和 AlpacaEval2,提升最为明显。这证明“显式思考”不是负担,而是助力。

▲ 表1. 上半部分中,RLMT在WB、AE2、CWv3等任务上明显超过RLHF。

从“小模型”到“大对手”

表 2 展示了 RLMT 8B 模型与 GPT-4o、Claude-3.7 Sonnet 的对比。在 WB 和 AE2 上,8B-RLMT 不仅超过 GPT-4o,还短暂反超 Claude。虽然在 AH2 和 CWv3 上仍有差距,但整体平均分 54.1,已比 GPT-4o(53.2)更高。 

这说明,RLMT 让小模型第一次具备了与旗舰商用模型“掰手腕”的可能性。

▲ 表2. 8B-RLMT在部分任务上实现对GPT-4o、Claude的超越。

数学逻辑 ≠ 通用推理

图 3 揭示:仅在数学域训练出来的 RLVR 模型,迁移到开放域时效果几乎失效;而 RLMT 在 WildBench 等任务上表现稳定。 

逻辑很清楚:推理链条需要配合合适的奖励信号。单纯可验证的“对错”无法推广到开放式场景。

▲ 图3数学域RLVR模型在WildBench上表现不佳,而RLMT保持优势。

如果连SFT都跳过?

表 1 的下半部分给出答案:Zero-RLMT。

这说明 RLMT 的关键并不依赖繁重的 SFT,哪怕从零开始,它依然能跑通。

▲ 表1. 下半部分中,Zero-RLMT在Qwen上全面超过Instruct,在Llama上聊天能力更强。

算法选择只是细节

表 3 表明:不管是 DPO、PPO 还是 GRPO,RLMT 都能稳定超过 RLHF。差别在于 GRPO 最优,比 PPO 高 1–3 分,比 DPO 高约 5 分。但核心增益来自“显式思考 + 偏好奖励”,而不是具体优化器。

▲ 表3. GRPO效果最佳,但RLMT在不同优化器下都成立。

消融实验:验证哪些因素真正关键

在方法部分,作者提出过“有效成分假设”:奖励模型的强弱、训练提示分布的质量,以及 warm-start 的来源,可能决定最终性能。

表 4 的消融实验正好从三个角度验证:

换句话说,表 4 给出的是对前文“有效成分拆解”的一次实证检验:奖励模型和提示分布才是最重要的杠杆,而 warm-start 来源和优化算法只是细节。

▲ 表4. 消融实验印证奖励模型和提示分布才是RLMT的真正杠杆。

思维风格的蜕变

图 4 显示:RLMT 模型逐渐学会“设约束—分主题—迭代修订”的推理风格,而非 checklist 式罗列。

▲ 图4. RLMT让模型从“线性checklist”迁移到“迭代规划+修订”的思维风格。

图 5 则揭示:随着训练步数增加,思考与回答的长度同步增长,这不是灌水,而是推理链条逐渐固化为习惯。

▲ 图5. RLMT训练过程中,思考与回答长度同步增长,体现出更系统的推理习惯。

从公式到风格:RLMT真正改变了什么?

RLMT 的价值并不仅仅体现在分数提升上。它真正改变的,是模型在公式层面风格层面的双重属性。

在公式层面,RLMT 巧妙地把 RLHF 的人类偏好奖励与 RLVR 的显式思考轨迹统一到一个目标函数中。这意味着“逻辑”与“偏好”不再分割,而是被绑定在一次训练里。

在风格层面,RLMT 重塑了模型的生成习惯。实验中的图 4 与图 5 清楚表明:模型从 checklist 式的平铺直叙,进化为更像人类的迭代式规划。它不再满足于“先写几个要点”,而是学会了“设约束—分主题—不断修订”。

因此,RLMT 的贡献不只是“涨分技巧”,而是为小模型注入了“大智慧”的萌芽。

从“镜子”与“钢尺”到“第三条路”

RLMT 的提出不仅延续了 RLHF 的“神”与 RLVR 的“形”,更开辟出了一条“第三条路”。它回答了一个长久的困境:如何让模型既能合逻辑,又能合人意。

这条新路的潜力至少体现在两个方向:

在 RLHF 难以支撑、RLVR 又有边界的当下,RLMT 让我们看到了新的可能性:小模型通过后训练范式,也能逼近甚至对标最强商用模型。

这不仅是一次实验上的突破,更是一种范式的转折。从“镜子”与“钢尺”到“第三条路”,RLMT 可能正是通往更通用智能的重要节点。

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