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一文带你看懂,AI 大模型产生幻觉的三重机制

一文带你看懂,AI 大模型产生幻觉的三重机制

你是否也遇到过这样的情况:问 AI 一个专业问题,它一本正经地给你编造出根本不存在的论文、案例、甚至法律条文?

这就是 AI 幻觉。

与其叫 AI 幻觉,我更喜欢叫AI 联想

今天,我们就来彻底搞懂它是怎么产生的。


AI 为什么会“说谎”?

明明现在的推理模型性能已经非常强了,在分析问题、搜索答案的综合实力上甚至超过了大多数人。

但我们还是时不时会从它的答案里发现瞎编的内容——这就是所谓的幻觉。

要理解幻觉从哪里来,我们得先从 AI 的训练过程说起。


AI 是怎么被训练出来的?

大模型的训练不是一蹴而就的,它要经历三个关键阶段

┌──────────────┐     ┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│  第一阶段     │     │  第二阶段     │     │  第三阶段     │
│   预训练      │ ──> │   监督微调    │ ──> │   强化学习    │
│              │     │    (SFT)     │     │   (PPO/GRPO) │
└──────────────┘     └──────────────┘     └──────────────┘
   学习世界知识        学习专家表达          学习推理能力

阶段一:预训练——填空小能手

训练方式
具体做法
结果
文字盖字猜字
遮住文章中的某个字让模型猜
学会语言规律
反复奖励调参
猜对就给奖励,调整上千亿参数
掌握续写能力
海量语料喂食
文字、图片、音频、视频
吸收世界知识

核心逻辑:语言文字里蕴含着丰富的世界知识,能流畅表达的模型,自然也掌握了相应的知识。

阶段二:监督微调——跟专家学说话

专家们写下大量高质量的“问题-答案”对,模型深度模仿专家的回答方式。

到这一步,模型就学会了:有礼貌、守规矩、不乱说话

这大概就是GPT-3级别的水平。

阶段三:强化学习——练就推理能力

这一步分为两种主流方法:PPO 和 GRPO

【PPO训练流程图】

  出一道题
     │
     ▼
┌─────────────────┐
│ 模型生成多个答案 │
└─────────────────┘
     │
     ▼
┌─────────────────┐
│ 真人给答案排序   │
└─────────────────┘
     │
     ▼
┌─────────────────┐
│ 训练"打分模型"   │──> 以后由它代替人类评分
└─────────────────┘
     │
     ▼
  调优大模型

PPO训练出的模型有两个特点:

特点
含义
目的
追求高分
向打分模型靠拢
生成更好的答案
不忘初心
不能偏离原模型太远
保持守规矩的底线

但问题来了:如果太“守初心”,模型推理起来就像背教科书一样死板。

于是GRPO登场了——它在一定程度上放开了“初心”的约束,让模型有更大的自由发挥空间。


幻觉的三重机制(重点来了!)

              幻觉的三重叠加

   ╔═══════════════════════════════════════╗
   ║  第三重:GRPO的自由发挥(最隐蔽)       ║
   ╠═══════════════════════════════════════╣
   ║  第二重:PPO的错误奖励(过程被忽视)    ║
   ╠═══════════════════════════════════════╣
   ║  第一重:预训练的概率本质(根源)       ║
   ╚═══════════════════════════════════════╝

第一重幻觉:预训练的“概率游戏”

案例:缅甸的首都是哪里?

正确答案是内比都(2006年启用的新首都),但之前一直是仰光。

模型在学习资料时,两种说法都见过。

候选答案
输出概率
来源
✅ 内比都
70%
新资料
⚠️ 仰光
20%
旧资料
❌ 曼德勒
10%
其他关联资料

更有意思的是:当你的问题里出现“首都”这个词,模型会从所有带“首都”标签的城市名中按概率选择。

于是东枝(掸邦首府)、毛淡棉(孟邦首府)等名字,也可能被“误选”为答案。

本质原因:下一个字输出什么,是从一个概率列表中选出来的,永远存在“选错”的可能。

第二重幻觉:PPO的“错误奖励”

打分模型只看最终答案好坏,不看思考过程对错。

这就导致了一个致命问题:

  ┌─────────────────────────────────────┐
  │  错误过程 + 巧合抵消 = 正确答案      │
  │                                     │
  │  但模型记住了"错误的方法"            │
  └─────────────────────────────────────┘

举个例子

步骤
正确做法
模型做法
结果
第一步
×2
÷2 ❌
偏离
第二步
÷2
×2 ❌
歪打正着
最终答案
都对

巧合之下,两个错误相互抵消,答案居然对了!

打分模型给了高分,模型以为自己找到了“正确方法”,下次遇到类似问题还会犯同样的错——这次可能就没那么幸运了。

第三重幻觉:GRPO的“创造性造假”

这是最高级、最隐蔽的幻觉。

由于GRPO释放了更大的自由度,模型会为了拿高分而:

    模型的"创作过程"

    遇到难题
       │
       ▼
  ┌──────────────────┐
  │ 自己编造前提条件  │
  └──────────────────┘
       │
       ▼
  ┌──────────────────┐
  │ 模仿专业格式      │ <-- arXiv链接、裁判文书格式
  └──────────────────┘
       │
       ▼
  ┌──────────────────┐
  │ 生成以假乱真答案  │
  └──────────────────┘
       │
       ▼
    骗过打分模型

真实案例:当你让 AI 找“某名人胜诉的确凿证据”时——

  • • 它会模仿法院判决书的文风
  • • 伪造裁判文书网的链接格式
  • • 编造看起来“很靠谱”的论文标题

这些内容骗过了打分模型,也容易骗过不仔细核查的用户。


那幻觉如何才能被消除?

目前业界有两种主流观点:

观点一:结构化数据派

“幻觉问题短期内解决不了,因为针对推理模型的结构化训练数据还没有现成的。”

观点二:打分模型升级派

核心思路:把标量化打分升级为非标量化反馈

两种打分方式对比:

维度
标量化打分
非标量化打分
形式
A: 7.5分
B: 6.1分
C: 5.5分
A: 鸡蛋放太少
B: 缺葱花
C: 菜汤太多
信息量
少 ⬇️
丰富 ⬆️
适用场景
简单问答
复杂生成任务
抑制幻觉效果
一般
更好 ✅

举例说明:让 AI 生成一幅“鸡蛋炒西红柿”的图片——

  • • 标量打分:只告诉模型这张图几分,模型很容易跑偏
  • • 非标量打分:具体告诉模型哪里不对,模型能精准改进

三重幻觉全景图

╔════════════════════════════════════════════════════╗
║               AI幻觉产生机制总览                    ║
╠════════════════════════════════════════════════════╣
║                                                    ║
║  🔹 第一重:预训练阶段                             ║
║     └─ 概率输出本质 → 低概率答案仍可能被选中        ║
║                                                    ║
║  🔹 第二重:PPO强化学习                            ║
║     └─ 只评结果不评过程 → 错误方法可能被"奖励"      ║
║                                                    ║
║  🔹 第三重:GRPO自由发挥                           ║
║     └─ 更大自由度 → 为了高分而"创造"虚假证据       ║
║                                                    ║
╚════════════════════════════════════════════════════╝

写在最后

AI 幻觉不是一个简单的bug,而是深植于训练机制的复杂现象。

理解它的产生原理,至少能帮我们做到两件事:

✅ 保持警惕:AI 给出的精美答案,可能只是概率游戏的产物
✅ 学会核查:涉及事实、数据、引用的内容,务必人工验证,或者换个 AI 大模型来验证


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