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OpenAI用GPT-4解释了GPT-2三十万个神经元：智慧原来是这个样子

2023-05-11 10:20

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

机器之心报道

机器之心编辑部

这就是 GPT 的「抽象」，和人类的抽象不太一样。

虽然 ChatGPT 似乎让人类正在接近重新创造智慧，但迄今为止，我们从来就没有完全理解智能是什么，不论自然的还是人工的。

认识智慧的原理显然很有必要，如何理解大语言模型的智力？OpenAI 给出的解决方案是：问问 GPT-4 是怎么说的。

5 月 9 日，OpenAI 发布了最新研究，其使用 GPT-4 自动进行大语言模型中神经元行为的解释，获得了很多有趣的结果。

可解释性研究的一种简单方法是首先了解 AI 模型各个组件（神经元和注意力头）在做什么。传统的方法是需要人类手动检查神经元，以确定它们代表数据的哪些特征。这个过程很难扩展，将它应用于具有数百或数千亿个参数的神经网络的成本过于高昂。

所以 OpenAI 提出了一种自动化方法 —— 使用 GPT-4 来生成神经元行为的自然语言解释并对其进行评分，并将其应用于另一种语言模型中的神经元 —— 此处他们选择了 GPT-2 为实验样本，并公开了这些 GPT-2 神经元解释和分数的数据集。

论文地址：https://openaipublic.blob.core.windows.net/neuron-explainer/paper/index.html

GPT-2 神经元图：https://openaipublic.blob.core.windows.net/neuron-explainer/neuron-viewer/index.html

代码与数据集：https://github.com/openai/automated-interpretability

这项技术让人们能够利用 GPT-4 来定义和自动测量 AI 模型的可解释性这个定量概念：它用来衡量语言模型使用自然语言压缩和重建神经元激活的能力。由于定量的特性，我们现在可以衡量理解神经网络计算目标的进展了。

OpenAI 表示，利用他们设立的基准，用 AI 解释 AI 的分数能达到接近于人类的水平。

OpenAI 联合创始人 Greg Brockman 也表示，我们迈出了使用 AI 进行自动化对齐研究的重要一步。

具体方法

使用 AI 解释 AI 的方法包括在每个神经元上运行三个步骤：

步骤一：用 GPT-4 生成解释

给定一个 GPT-2 神经元，通过向 GPT-4 展示相关文本序列和激活来生成对其行为的解释。

模型生成的解释：对电影、角色和娱乐的引用。

步骤二：使用 GPT-4 进行模拟

再次使用 GPT-4，模拟被解释的神经元会做什么。

步骤三：对比

根据模拟激活与真实激活的匹配程度对解释进行评分 —— 在这个例子上，GPT-4 的得分为 0.34。

主要发现

使用自己的评分方法，OpenAI 开始衡量他们的技术对网络不同部分的效果，并尝试针对目前解释不清楚的部分改进技术。例如，他们的技术对较大的模型效果不佳，可能是因为后面的层更难解释。

OpenAI 表示，虽然他们的绝大多数解释得分不高，但他们相信自己现在可以使用 ML 技术来进一步提高他们产生解释的能力。例如，他们发现以下方式有助于提高分数：

迭代解释。他们可以通过让 GPT-4 想出可能的反例，然后根据其激活情况修改解释来提高分数。

使用更大的模型来进行解释。随着解释模型（explainer model）能力的提升，平均得分也会上升。然而，即使是 GPT-4 给出的解释也比人类差，这表明还有改进的余地。

改变被解释模型（explained model）的架构。用不同的激活函数训练模型提高了解释分数。

OpenAI 表示，他们正在将 GPT-4 编写的对 GPT-2 中的所有 307,200 个神经元的解释的数据集和可视化工具开源。同时，他们还提供了使用 OpenAI API 上公开可用的模型进行解释和评分的代码。他们希望研究界能够开发出新的技术来生成更高分的解释，同时开发出更好的工具来通过解释探索 GPT-2。

他们发现，有超过 1000 个神经元的解释得分至少为 0.8 分，这意味着根据 GPT-4，它们占据了神经元的大部分顶级激活行为。这些得到很好解释的神经元中的大多数都不是很有趣。然而，他们也发现了许多有趣但 GPT-4 并不理解的神经元。OpenAI 希望随着解释的改进，他们可能会迅速发现对模型计算的有趣的定性理解。

以下是一些不同层神经元被激活的例子，更高的层更抽象：