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层序反转:大型语言模型中隐式多跳推理的再思考

计算与语言 2026-01-08 v1 人工智能

摘要

大型语言模型(LLM)在多跳推理方面表现良好,但它们如何内部组合多个事实仍不清晰。近期研究提出“跳跃对齐电路假设”,认为桥接实体在后续层中顺序计算,随后才能解码后续跳跃的答案。通过对真实世界多跳查询的系统性分析,我们发现该跳跃对齐假设不具普适性:后续跳跃的答案实体可在桥接实体之前变得可解码,这一现象我们称为“层序反转”,且随着总跳跃数的增加而加剧。为解释这一行为,我们提出了“概率性召回-提取”框架,将多跳推理建模为浅层MLP中的广义概率性召回,随后在更深的注意力层中进行选择性提取。该框架通过系统性探针分析得到实证验证,重新解释了先前的层级解码证据,解释了链式思维的提升,并对尽管单跳知识正确却多跳失败提供了机制性诊断。代码已公开:https://github.com/laquabe/Layer-Order-Inversion。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.03542,
  title  = {Layer-Order Inversion: Rethinking Latent Multi-Hop Reasoning in Large Language Models},
  author = {Xukai Liu and Ye Liu and Jipeng Zhang and Yanghai Zhang and Kai Zhang and Qi Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03542},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 18 figures