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RL Beyond the Verifiable: 当奖励信号无法自动验证时

📊 Level ⭐⭐⭐⭐ | 13.6KB

Dario Amodei 认为 90% 概率十年内出现"数据中心里的天才国家",但最大的不确定性来自无法验证的任务——写小说、规划火星任务、基础科学发现。本文探讨 RLVR(可验证奖励强化学习)的边界与替代方案。

摘要

RLVR(Reinforcement Learning with Verifiable Rewards)在数学和代码领域取得了显著成功——OpenAI 和 Google DeepMind 在 2025 年均达到国际数学奥赛金牌水平。但 Jason Wei 提出的"验证者定律"揭示了一个根本限制:训练 AI 完成任务的难度大致与任务的可验证性成正比。本文系统分析 RLVR 的边界,探讨 Rubrics as Rewards、生成式奖励模型、过程奖励模型等替代方案,以及三家创业公司在不可验证领域的不同打法。

核心论点

验证者定律(Verifier's Law)

OpenAI 的 Jason Wei 提出:训练 AI 完成任务的难度大致与任务的可验证性成正比。

可快速客观检查的任务可以通过 RL 反复优化直至成功:

  • 数学:答案可自动验证(对/错)
  • 代码:测试用例可自动运行(pass/fail)
  • 扩展:SWE-bench 上的持续进步证明"爬山"效应真实存在

但大多数有价值的工作并不容易验证: - 写作:没有测试套件判断备忘录质量 - 设计:主观质量判断难以自动化 - 科学发现:长期反馈循环,无法即时验证 - 商业决策:真实世界反馈延迟,因果链条复杂

Dario Amodei 的不确定性

在与 Dwarkesh 的播客中,Anthropic CEO Dario Amodei 表示 90% 确信十年内会出现"数据中心里的天才国家"。但剩余的 10% 不确定性集中在一个问题上:无法验证的任务。

"对于编码,除了不可约的不确定性,我认为我们会在一两年内达成目标。从端到端编码能力来看,十年内我们肯定会达成。我在长期尺度上的基本不确定性在于无法验证的任务:规划火星任务;进行 CRISPR 这样的基础科学发现;写小说。这些任务很难验证。"

核心问题

当无法轻松检查答案时,奖励信号从何而来?这是整个"不可验证领域"游戏的核心问题。

现有方案的局限

RLHF(人类反馈强化学习)

  • 机制:在人工偏好上训练单独的奖励模型,然后优化模型以获得高分
  • 局限:在主观领域产生了能力提升,但远不及 RLVR 在数学/代码领域的突破
  • 副作用: arguably 优化了参与度而非能力提升

Constitutional AI

  • 机制:Anthropic 在每代 Claude 模型中使用,用书面原则指导的 AI 反馈替代部分人类反馈
  • 局限:同样优化的是对齐而非能力提升

这两个方案的核心问题是:它们回答的是"没有检查器时该怎么办",但并未产生 RLVR 在可验证领域那样的能力跃升。

前沿解决方案

当无法程序化创建检查器时,可以通过创建多个 Rubric 来近似一个检查器——比较最终输出或中间阶段,使用 LLM 或类似模型进行评分。

1. Rubrics as Rewards(评分标准作为奖励)

机制: - 为每个提示生成实例特定的评分标准(Rubric)——好答案应满足的检查清单,通常以人类专家为锚点 - LLM Judge 根据检查清单为每次尝试打分,该分数成为奖励

有效性原理: 将验证困难答案的问题分解为多个较小的可检查问题。不问"这是否好"并获得噪声大的 1-10 分,而是问"是否提到 X、避免 Y、处理 Z"——每个都接近可检查。

实证结果: Scale AI 在 2025 年中发布的论文显示,在医疗基准 HealthBench 上相比纯 Judge 评分获得最高 31% 的相对提升。

后续发展: OpenRubrics 等工作现在专注于规模化生成这些评分标准。这是法律、医疗、金融等领域许多数据提供商采用的方法。

2. 生成式奖励模型(Generative Reward Models)

机制: 类似 LLM-as-Judge 方法,但奖励模型先进行推理,然后给出分数。

与判别式模型的区别: - 判别式:直接输出分数(黑盒) - 生成式:展示推理过程再输出分数(可解释)

3. 过程奖励模型(Process Reward Models)

机制: 评分推理的每一步,而非仅最终答案。对于长期和更难验证的任务更为关键。

核心价值: - 提供细粒度的学习信号 - 帮助识别推理链中的错误步骤 - 对于多步复杂任务尤为重要

创业公司的三种打法

有三类公司在不同方向上攻破不可验证领域的问题:

打法一:向实验室出售验证器和数据

代表公司:Mercor、Surge、Micro1、Taste Labs

商业模式: - 在这些领域构建程序化验证器和 RL 环境,出售给大模型实验室 - 标准配方:专家人类为任务编写 Rubric,每个 Rubric 项目足够具体以程序化检查 - 将模糊判断转化为可规模化评分的东西

细分领域: - Mercor、Surge、Micro1:医疗、法律、金融等领域的 Rubric 方法 - Taste Labs:更主观的领域,如设计和"品味" - 明确讨论 RLHF 为何停滞——平均所有人的偏好会让你毫无品味

打法二:形式化领域

代表公司:Pramaana Labs

核心思想: 将有些模糊的领域转化为机器可直接检查的东西,然后在该垂直领域销售端到端解决方案。

数学中的先例: 用 Lean 等形式语言编写的证明会自我检查,这就是 DeepMind 的 AlphaProof 无需人工介入即可获得奖励的原因。

Pramaana Labs 的扩展:

将这一理念推向更混乱、更高风险的工作——使用形式化验证使税务、法律、医疗等领域的答案可证明。

价值: 每个成功形式化的领域都会从"不可验证"列中移除。

打法三:拥有完整闭环

代表公司:Periodic Labs、Isomorphic Labs、Lila Sciences

适用场景: 答案难以验证但可以被验证——只是无法在计算机上验证。无法通过 Rubric 或证明来检查新材料或药物,必须运行实验。

商业模式: - AI 提出假设 - 物理实验室测试 - 结果成为奖励信号

具体案例: - Periodic Labs(前 OpenAI 和 DeepMind 研究人员创办):运行机器人实验室发现新材料 - Isomorphic Labs(DeepMind 药物发现分拆):将预测锚定在湿实验室和最终的临床现实中 - Lila Sciences:构建跨越生命和材料科学的自主实验室

核心洞察: 这些系统的验证发生在现实世界中,可能缓慢且昂贵,但通过拥有完整闭环,可以将奖励锚定在物理现实中。

深度分析

可验证性光谱与经济价值

文章附带一张图表,按可验证性和经济价值划分经济领域:

高可验证性领域(RLVR 已攻克):

  • 数学、代码、游戏、会计

中等可验证性领域(Rubric 等方法适用):

  • 法律、医疗、金融、教育

低可验证性领域(需形式化或物理验证):

  • 科学发现、材料设计、药物开发、艺术创作

关键洞察:当前 RLVR 方法能走多远,以及是否需要新突破,是重大开放问题。如果当前方法能够泛化到经济其余部分,将产生巨大影响;如果需要全新突破,时间线将大大延长。

技术路径比较

方法 适用领域 奖励质量 规模化难度 成本
RLVR 数学、代码 高(确定性) 低 低
Rubric as Reward 法律、医疗 中(结构化) 中 中
生成式奖励 写作、设计 中(可解释) 中 中
过程奖励 多步推理 中(细粒度) 高 高
形式化验证 税务、合规 高(可证明) 高 高
物理实验 材料、药物 高(真实) 低 极高

对 Agent 系统设计的启示

  1. 任务分解策略
  2. 将复杂任务分解为可验证子任务和不可验证子任务
  3. 对可验证部分使用 RLVR,对不可验证部分使用 Rubric 或人类反馈

  4. 混合奖励架构

  5. 系统设计应支持多种奖励信号的加权组合
  6. 允许动态切换验证策略

  7. 人机协作边界

  8. 明确界定自动化验证和人工审核的边界
  9. 设计高效的人工介入机制

实践启示

  1. RLVR 是当前最有效的训练范式,但适用范围有限
  2. 在数学、代码领域优先采用 RLVR
  3. 不要期望 RLVR 直接泛化到所有领域

  4. 对 Agent 系统而言,可验证子任务分解是关键设计模式

  5. 尽可能将任务分解为可自动验证的单元
  6. 使用 Rubric 为不可验证单元提供结构化反馈

  7. 长期需要新的奖励信号设计方法

  8. 关注生成式奖励模型和过程奖励模型的发展
  9. 探索领域形式化的可能性
  10. 考虑物理验证闭环的商业模式

  11. 创业机会分布

  12. 数据层:垂直领域的 Rubric 构建和验证服务(Mercor 模式)
  13. 工具层:形式化验证和自动证明系统(Pramaana 模式)
  14. 应用层:拥有完整验证闭环的 AI+Science 公司(Periodic Labs 模式)

相关实体

  • Self-Taught RLVR — 自监督 RLVR 训练方法
  • AWS GRPO RLVR — AWS 在 SageMaker 上实现的 RLVR
  • Verifiable Rewards RL — 可验证奖励 RL 的技术细节

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