RL Beyond the Verifiable: 当奖励信号无法自动验证时¶
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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¶
- 任务分解策略
- 将复杂任务分解为可验证子任务和不可验证子任务
-
对可验证部分使用 RLVR,对不可验证部分使用 Rubric 或人类反馈
-
混合奖励架构
- 系统设计应支持多种奖励信号的加权组合
-
允许动态切换验证策略
-
人机协作边界
- 明确界定自动化验证和人工审核的边界
- 设计高效的人工介入机制
实践启示¶
- RLVR 是当前最有效的训练范式,但适用范围有限
- 在数学、代码领域优先采用 RLVR
-
不要期望 RLVR 直接泛化到所有领域
-
对 Agent 系统而言,可验证子任务分解是关键设计模式
- 尽可能将任务分解为可自动验证的单元
-
使用 Rubric 为不可验证单元提供结构化反馈
-
长期需要新的奖励信号设计方法
- 关注生成式奖励模型和过程奖励模型的发展
- 探索领域形式化的可能性
-
考虑物理验证闭环的商业模式
-
创业机会分布
- 数据层:垂直领域的 Rubric 构建和验证服务(Mercor 模式)
- 工具层:形式化验证和自动证明系统(Pramaana 模式)
- 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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