第 18 讲:总结与实践建议

Machine Learning from Human Preferences · Lecture 18。个人学习讲义与配套实验,按主题整理并持续修订。

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个人整理的学习笔记,非官方讲义;课程来源与整理说明见课程介绍。配套示例未逐一运行验证。

本篇目录

对应:Stanford CS329H Fall 2026 Lecture 18(11/30 Summary & practical tips)。依据教材的结论部分和全课内容;预分析计划依据第 13 讲第 6 节;“分岔小径的花园”依据 Gelman & Loken(2013);评测污染依据 Sainz 等(2023);开放问题部分依据 Bowman 等(2022)、Bai 等(2022)、Carroll 等(2024)等。 配套代码:code/lecture18/(只需要 numpy) 预计阅读时间:3 小时(含运行代码)


0. 本讲导航

0.1 学完本讲,你应该能够

  1. 用”一个公式、一个例子、五个单元”把整门课串起来,说出每一讲回答了什么问题。
  2. 按”问题定义 → 数据收集 → 建模 → 评估 → 部署与监控”的顺序,列出一个偏好学习项目每一步要检查的事。
  3. 写一份预分析计划,并说明它防止的是什么。
  4. 读懂一个端到端项目的每一步:功效分析、假设检查、主动收集、带区间和分人群结果的报告。
  5. 认出并避免最常见的陷阱:数据泄漏、评委偏差、多重比较、小样本、只报平均数、把行为当偏好、忽略人群差异。
  6. 说出这个领域的几个开放问题。

0.2 先修知识

这一讲用到全课的内容。最直接相关的是:第 5 讲(最大似然、标准误、交叉验证)、第 7 讲(Fisher 信息、序贯设计)、第 13 讲第 6 节(预分析计划)、第 14 讲(风格控制)、第 16、17 讲(聚合与公平)。

0.3 本讲地图

第1节  全课回顾:一个公式、一个例子、五个单元
第2节  一个偏好学习项目的生命周期:实践清单
第3节  预分析计划
第4节  端到端的迷你项目                          ← 代码 01
第5节  常见陷阱                                  ← 代码 02
第6节  期末项目:论文与口试
第7节  开放问题
第8–11节 小结、练习、延伸阅读、结语

0.4 关于数字

本讲的数字都来自配套代码的实际运行(随机种子固定,每个文件不超过 3 秒)。“真实世界”、标注员、评委都是模拟的,只说明方法的性质。


1. 全课回顾:一个公式、一个例子、五个单元

1.1 一个公式

P(a≻b)=σ(sa−sb)P(a \succ b) = \sigma(s_a - s_b)

Bradley–Terry 模型在整门课里换了很多身份:

它在哪里它是什么
第 1、3 讲“效用 + Gumbel 噪声”,取最大的那个;多选一时是 softmax,排序时是 Plackett–Luce
第 2 讲特征差上的逻辑回归;奖励模型 = 神经网络特征上的线性 BT
第 4 讲去掉个人差异之后的因子模型
第 5 讲一个凹的似然,梯度 = 实际胜场 − 预期胜场;Elo 是它的随机梯度
第 6、7 讲一个后验;一个 Fisher 信息矩阵(加权图拉普拉斯)
第 8、9 讲RLHF 的奖励模型;DPO 的损失
第 11、13 讲玻尔兹曼理性的人;对决老虎机的偏好矩阵
第 14 讲加了风格协变量的回归
第 15 讲最大熵 IRL 的一步(玻尔兹曼理性)
第 16 讲一个投票规则(≈ Borda)
第 17 讲标注员模型的特例(所有人一样可靠)

它简单、可识别、计算方便,所以无处不在。这门课的很大一部分是在讨论它什么时候不够用:人群有分歧(第 4、9、16 讲)、选项相似(第 3 讲)、人有偏差(第 14、15 讲)、偏好成环(第 1、13、16 讲)。

1.2 一个例子

大语言模型的对齐贯穿全课:

单元对齐在这个单元的样子
基础偏好数据是什么形式(两两比较、排序、打分);为什么比较比打分好;奖励模型就是 BT
学习奖励模型的最大似然、不确定性、微调;RLHF 的 KL 约束优化;DPO 绕开奖励模型
行动该收集哪些比较(主动学习);在线迭代;评测时怎样省比较(对决老虎机、交错评估)
反演标注员偏爱长回答、讨好;评委有偏差;代理指标被优化到失效;人的选择不等于人想要的
聚合奖励模型 ≈ Borda;谁的偏好被代表;多元对齐;标注员的质量和激励

1.3 五个单元,十八讲

讲一句话
① 基础
1目标写不出来时,就从人的比较里学;BT 是最简单的模型,奖励过度优化是最核心的风险
2所有偏好数据都能拆成”从一个集合里选了一个”;点击的选择集是”看到的”,不是”展示的”
3随机效用模型给 BT 一个心理学的解释;IIA 是它的红利,也是它的风险
4人和人的口味不同:Rasch、因子模型、理想点;识别和 Rashomon 效应;Community Notes
② 学习
5最大似然 = 矩匹配;牛顿法、Adam、Elo;标准误、交叉验证、校准
6贝叶斯:先验、MCMC、拉普拉斯;GP 偏好学习;奖励模型的微调与集成
7Fisher 信息告诉你一个问题值多少;自适应设计、IRT、D 最优
8RLHF = SFT + BT 奖励模型 + KL 约束的 RL;奖励过度优化
9DPO 把 RLHF 写成一个分类损失;离线的问题、在线的修复;BT / DPO ≈ Borda
③ 行动
10主动学习要找”参数的不确定性”,而不是”答案的不确定性”;RLHF 需要奖励模型在策略要去的地方准
11协助博弈:机器人从人的行为推断目标;老虎机:探索与利用;选择架构
12Thompson 采样;情境老虎机会亏待少数群体;贝叶斯优化的采集函数
13“最好”有四种定义;对决老虎机、交错评估、偏好贝叶斯优化;预分析计划
④ 反演
14风格(长度、格式)混进了偏好;风格控制与坏控制;古德哈特的四种机制;代理指标
15行为 = 偏好 × 理性 × 情境;IRL;没有免费午餐;考虑集;显示 vs 陈述偏好;家长主义
⑤ 聚合
16投票规则各说各话;Arrow、Gibbard–Satterthwaite;单峰偏好、最大彩票;奖励模型也是投票规则
17公平:反馈循环、最大最小、多元对齐、问谁;信息:陪审团定理、Dawid–Skene、同伴预测
18把这些串成一个项目

1.4 贯穿全课的几个主题

  1. “实际 − 预期”:BT 的梯度(第 5 讲)、IRL 的梯度(第 15 讲)、Dawid–Skene 的 EM(第 17 讲)、矩匹配(第 9 讲),都是同一个结构。
  2. 可识别性:分数只确定到常数(第 1 讲)、嵌入只确定到旋转(第 4 讲)、奖励只确定到 β × θ(第 15 讲)、理性和偏好不能同时从行为里学(第 15 讲)、Dawid–Skene 的翻转(第 17 讲)。数据说不清的地方,要靠假设——要把假设说出来。
  3. 系统性偏差 vs 随机噪声:随机噪声靠数据弥补(第 5 讲),系统性偏差弥补不了,还会被优化放大(第 8、14 讲)。
  4. 反馈循环:系统的行为决定了数据(第 2 讲的点击、第 11 讲的选择架构、第 15 讲的考虑集、第 17 讲的用户流失)。
  5. 价值选择:用哪个”最好”的定义(第 13 讲)、控制哪些风格(第 14 讲)、怎样聚合(第 16 讲)、问谁(第 17 讲)、可以多大程度替人做主(第 15 讲)。没有技术上”中立”的选择。

2. 一个偏好学习项目的生命周期:实践清单

2.1 问题定义

  • 你要做什么决定? 选一个模型上线、训练一个奖励模型、做一个排行榜、估计用户的偏好分布?不同的决定需要不同的数据和指标。
  • “更好”是谁眼中的更好? 标注员、用户、专家、某个特定人群?(第 17 讲)
  • 偏好还是信息? 有没有”正确答案”?哪部分是事实、哪部分是口味?(第 17 讲第 1 节)
  • 有没有可以直接测量的目标? 如果有,偏好数据只是代理吗?(第 14 讲)

2.2 数据收集设计

  • 问法:两两比较、排序、打分、选一个?(第 1、2 讲)有没有”都不好 / 一样好”的选项?
  • 谁来标:怎样招募、是否分层、记录哪些背景信息(第 17 讲);标注员的培训和指南;有没有利益冲突。
  • 随机化:左右位置、展示顺序、哪些对被比较(第 2、11 讲)。
  • 样本量:功效分析(第 7 讲;代码 01 第 1 步)。
  • 分配:均匀还是主动?主动的规则要事先写好(第 7、10、13 讲)。知道主动分配会改变 BT 的聚合结果(第 16 讲演示 3)。
  • 质量控制:金标准题、注意力检查、重复题(测一致性)、标注员模型(第 17 讲);检测 AI 代写(第 17 讲)。
  • 激励:报酬怎样和质量挂钩(第 17 讲的同伴预测);时间压力会不会让人偷懒(第 15 讲的考虑集)。

2.3 建模

  • 从简单开始:先拟合 BT(带位置等已知的偏差协变量),再考虑更复杂的模型。
  • 检查假设:BT 的拟合优度(第 2 讲;代码 01 第 3 步);IIA(第 3 讲);传递性和成环(第 13、16 讲);人群差异(分群体拟合,第 4、17 讲)。
  • 风格:长度、格式等风格变量的影响;控制它们是修正偏差还是坏控制(第 14 讲)?
  • 不确定性:标准误、自助法(按什么单位重抽样)、贝叶斯后验(第 5、6 讲)。
  • 正则化和先验:怎样选、结论对它敏感吗(第 5、6 讲)?

2.4 评估

  • 数据划分:按提示 / 按用户划分,不按回答对;去重(包括近似重复)(第 5 讲;代码 02 演示 1)。
  • 一个主要指标,事先定好;多个指标要校正(代码 02 演示 3)。
  • 置信区间:永远报告(代码 02 演示 4)。
  • 分人群的结果:不只报平均数(代码 01 第 5 步;第 12、17 讲)。
  • 评委:如果用 LLM 评委,报告它和人类在一个子集上的一致率;用多个不同家族的评委;不让评委评自己(代码 02 演示 2;第 14、17 讲)。
  • 校准:奖励模型的概率可信吗(第 5 讲)?

2.5 部署与监控

  • 过度优化:用独立的信号(人类评估、另一个奖励模型)监测真实质量是否还在上升(第 8 讲)。
  • 分布漂移:用户的问题和训练时的一样吗?奖励模型在策略要去的地方准吗(第 10 讲)?
  • 反馈循环:谁在离开?数据是否越来越偏向某个群体(第 17 讲)?
  • 定期重新收集:偏好会变,模型会变,标注员会变。

3. 预分析计划

3.1 为什么

数据分析有无数个”合理”的选择:用哪个指标、去掉哪些异常的标注员、控制哪些协变量、按什么分组、在哪里停止收集。看了数据再做这些选择,即使每一个都”说得通”,最后的结论也会系统性地偏向”有发现”——Gelman & Loken(2013)称之为”分岔小径的花园”。代码 02 演示 3:测 20 个指标,即使什么差异都没有,也有约 2/3 的机会至少一个”显著”。

预分析计划(第 13 讲第 6 节)的作用:在看数据之前,把这些选择固定下来。之后偏离计划不是错误,但要在报告里说明偏离了什么、为什么,并把探索性的发现和计划内的结论分开。

3.2 一个例子

代码 01 的预分析计划(在模拟任何数据之前写死在代码里):

问题:      新模型 F 是否比线上模型 E 更受标注员偏好?
主要指标:  带位置协变量的 BT 分数之差 s_F − s_E(所有标注员合并)。
决策规则:  s_F − s_E 的 95% 自助法置信区间下界 > 0,才建议上线 F。
数据:      最多 4000 次比较。第一轮 2000 次,所有 15 对均匀随机;第二轮 2000 次,
            按"最能缩小 s_F − s_E 的方差"主动分配(规则在看数据之前定好)。左右位置随机。
检查:      (1) 位置偏差;(2) BT 的拟合优度(参数自助法);(3) 两个标注员群体分别拟合,看 F − E 的方向是否一致。
次要分析:  按群体报告 s_F − s_E 及其置信区间(无论主要结论如何都报告)。
不做的事:  不在中途看结果决定是否提前停止;不在看过数据之后更换指标或决策规则。

几个要点:

  • 决策规则是具体的:不是”看看 F 是不是更好”,而是”区间下界 > 0 就上线”。
  • 主动分配的规则也写好了:它只依赖第一轮的数据,不是”看到结果不理想再加数据”。
  • 次要分析”无论如何都报告”:防止只在结果好看时才报告分人群的结果。
  • “不做的事”:明确排除最常见的分岔(提前停止、换指标)。

4. 端到端的迷你项目

代码 01 按一个真实项目的顺序走了一遍。6 个系统(A ~ F),F 是新模型,E 是线上模型。“真实世界”里有两群标注员:群体 1(70%)喜欢详细,群体 2(30%)喜欢简洁,F 比 E 啰嗦。分析的过程不看真实世界的参数。

4.1 第 1 步:功效分析

假设一个纯 BT 的世界,F 比 E 高 0.2(我们的猜测),每种设计模拟 400 次:

设计功效
4000 次,全部均匀0.80
2000 次均匀 + 2000 次只比 F 和 E1.00
2000 次均匀 + 1000 次只比 F 和 E0.95
1000 次均匀 + 1000 次只比 F 和 E0.93

均匀比较 15 对,只有 1/15 的比较直接比 F 和 E;把一半预算集中在 F 和 E 上,功效接近 1。2000 + 1000 次已经超过 0.9——预算其实可以省下四分之一。

一个教训:写这一步时先只模拟了 100 次,结果”1000 + 1000”的功效(0.99)竟然高于”2000 + 1000”(0.90)。这是蒙特卡洛误差。功效分析本身也是一个估计,要报告它的误差(400 次时约 ±0.02)。

4.2 第 2、3 步:第一轮收集与检查

2000 次均匀比较之后:

  • 位置偏差:+0.225(95% 区间 +0.134 ~ +0.316)。左右已经随机,所以它不会让结论有偏,但放进模型能减小噪声。
  • BT 的拟合优度:偏差 28.3;如果 BT 是对的,偏差的中位数是 23.0(参数自助法,200 次),p ≈ 0.23。没有发现问题。
  • 分群体拟合:群体 1 的 s_F − s_E = +0.35(区间 +0.11 ~ +0.59),群体 2 = −0.72(区间 −1.11 ~ −0.34)。方向相反。

拟合优度检验”没有发现问题”,可分群体拟合发现了一个大问题。原因:混合人群的偏好矩阵往往”接近” BT 形式(第 16 讲),整体的拟合优度检验没有足够的力量发现它。检查人群差异,要直接分人群看。

4.3 第 4 步:主动收集

剩下的 2000 次按”最能缩小 Var(s_F − s_E)“贪心地分配(每批 100 次,Sherman–Morrison 更新,第 7 讲)。结果:全部 2000 次都给了 F vs E。间接比较(F 和 E 各自和别的对手比)也有信息,但比直接比较少得多。代价:第二轮对 A ~ D 的排名毫无帮助。

4.4 第 5 步:报告

系统BT 分数95% 自助法区间
F+0.379[+0.300, +0.461]
D+0.241[+0.098, +0.371]
E+0.195[+0.119, +0.278]
C+0.006[−0.095, +0.107]
B−0.197[−0.311, −0.075]
A−0.625[−0.736, −0.506]

主要结论:s_F − s_E = +0.184,95% 区间 [+0.102, +0.272]。按预先的决策规则,建议上线 F。对照真实世界:人群整体 logit P(F ≻ E) = logit(0.549) ≈ 0.20,落在区间里。

分人群(预先计划的次要分析):

群体比较次数s_F − s_EF 对 E 的直接胜率
群体 12796+0.489(± 0.099)0.627
群体 21204−0.520(± 0.153)0.384

一份诚实的报告必须同时写出两者:合并的结论支持上线,可约 30% 的标注员明显更喜欢 E。可能的原因(F 更啰嗦,第 14 讲)和对群体 2 的影响(第 17 讲)都应该讨论。

排名的其他部分要小心解读:D 排到了 E 前面,但两者的区间大量重叠。第二轮没有任何 D、E 之间的新比较,E 的分数却从第一轮的 +0.28 降到了 +0.20——F 对 E 的大量直接比较把 E 拉了下来。这可能是第一轮的噪声被纠正(第一轮 s_F − s_E 只有 +0.02),也可能有第 16 讲演示 3 的效应(比较的分配改变了 BT 的聚合结果);单凭这些数据分不清。预分析计划没有对 D、E 的排名做任何承诺,报告里也不应该对它下结论。

探索性的下一步(不在原计划里,要和计划内的结论分开写):做风格控制的分析,看 F 的优势有多少来自长度;考虑按用户偏好调节回答长度(第 17 讲的可引导多元);上线后按群体监测满意度。


5. 常见陷阱

5.1 数据泄漏

代码 02 的演示 1:一个玩具版的奖励模型,10 维特征、400 条训练数据,最好的可能准确率约 0.868。

测试集逻辑回归(学会了)1-近邻(死记硬背)
干净的测试集0.8610.728
一半是训练数据的原样重复0.8730.876
一半是训练数据的改写0.8690.876

干净的测试集上,学会了的模型明显更好。测试集一半是训练数据的重复时,死记硬背的模型看起来还更好——如果按这个测试集挑模型,会挑错。改写(加一点噪声)的重复同样有效:只去掉”完全相同”的样本不够。

真实世界里这叫评测污染:评测集的题目以原样或改写的形式出现在训练数据里(Sainz 等 2023;Golchin & Surdeanu 2024)。防范:按提示(而不是按回答对)划分;去重时用近似匹配;用训练结束之后才出现的新题目评测。

5.2 评委偏差

代码 02 的演示 2:6 个系统,LLM 评委做了 6000 次比较。评委的偏好 = 人类眼中的质量 + 0.5 × 回答长度 + 0.6 × [是 C](C 和评委来自同一个模型家族)。

排序和人类的肯德尔 τ
人类(真实)F > E > D > C > B > A—
评委的 BTC > F > D > E > A > B0.33
评委 + 长度控制F > C > E > D > B > A0.73

长度控制(第 14 讲)估计出长度效应 +0.49(真实 0.5),把 τ 从 0.33 提到 0.73。可 C 仍然被高估:“偏爱自家人”不是一个能观察的协变量,控制不了。

一个教训:写这个演示时先让每个系统的长度固定不变,结果长度效应根本不可识别——长度差是系统独热列的线性组合,估计出的数字只是正则化的产物。风格控制能起作用,靠的是同一个系统内部风格的变化。 如果一个模型的回答总是长、另一个总是短,回归分不清”长”和”这个模型”。

5.3 多重比较

代码 02 的演示 3:两个其实一样好的系统,测 20 个指标,每个指标 200 次比较,重复 2000 次。

至少一个指标”显著”(p < 0.05)0.688(理论 1 − 0.95²⁰ = 0.642)
Bonferroni 校正后0.044
只报告”显著”的那个时,报告的胜率和 0.5 的平均差距0.085(真实差距是 0)

模拟值比理论值高:二项分布是离散的,n = 200 时单个指标 |z| > 1.96 的实际概率约 0.056。被报告的效应还被夸大了约 8 个百分点——只有偶然偏大的才会”显著”(第 14 讲的回归型古德哈特)。

5.4 小样本

代码 02 的演示 4:观察到的胜率都是 0.6。

比较次数95% 自助法区间
50[0.46, 0.72]
200[0.53, 0.67]
1000[0.57, 0.63]

50 次比较、胜率 0.6,区间包含 0.5,什么也说明不了。很多”人类评测”只有几十次比较、只报一个百分比。

5.5 一张清单

陷阱症状防范哪一讲
数据泄漏 / 评测污染测试分数好得可疑;在新题目上大幅下降按提示划分、近似去重、新题目5、18
用同一份数据挑模型又评估交叉验证分数偏乐观独立测试集、嵌套交叉验证5
评委偏差评委和人类的排序不一致;偏爱长回答、偏爱自家人多个家族的评委、人类校准、风格控制14、17、18
位置偏差左边(或第一个)更容易赢随机化左右、加位置协变量2、11、18
风格混淆越长越”好”风格控制(注意坏控制)、长度受控的评测14
多重比较20 个指标里”发现”了一个一个主要指标、校正、标明探索性18
小样本、不报区间一个百分比,没有误差功效分析、报告区间5、7、18
只报平均数平均变好,某个群体变差分人群报告、最差群体指标12、17、18
把行为当偏好优化点击,满意度下降结合陈述偏好、检查理性假设14、15
忽略人群差异一个 BT 分数掩盖了相反的偏好分群体拟合、因子模型、多元对齐4、9、16、17
奖励过度优化奖励一路上升,真实质量下降KL 约束、提前停止、独立的评估信号1、8
反馈循环少数群体悄悄流失监测流失、最大最小、随机探索11、17

6. 期末项目:论文与口试

6.1 一篇偏好学习论文的结构

  1. 问题:要做什么决定、为什么需要偏好数据、“更好”是谁眼中的更好。
  2. 相关工作:最相关的两三条线索(例如”奖励模型的风格偏差”或”主动偏好获取”)。
  3. 预分析计划:附上原文(或链接),说明偏离了什么、为什么。
  4. 数据:怎样收集(问法、标注员、随机化、质量控制);样本量和功效分析;数据的基本统计(标注员一致率、位置偏差)。
  5. 方法:模型、假设、怎样检查假设。
  6. 结果:计划内的主要结论,带置信区间;分人群的结果;假设检查的结果(包括”没通过”的)。
  7. 探索性分析:明确标出。
  8. 局限:模拟和真实的差距、样本的代表性、无法排除的混淆。
  9. 伦理与影响:谁的偏好被代表、谁可能受影响、数据怎样处理。

审稿人(和评分的助教)最常问的问题:“区间多宽?""换一种合理的分析,结论还在吗?""测试集和训练集有没有重叠?""这个结论对谁成立?”

6.2 口试的准备

原课的期末考核包括口试。这类口试通常不考记忆,而是考”能不能把一个概念讲清楚、能不能应用到新情况”。准备的建议:

  • 每一讲的”与测验、口试和项目的关系”一节列出了可能的问题,练习不看讲义用自己的话回答。
  • 能从一个公式讲到它的直觉、假设和局限:例如”BT 是什么 → 为什么是 σ → 它假设了什么(IIA、一个分数、玻尔兹曼理性)→ 什么时候不成立 → 不成立时怎么办”。
  • 能把概念连起来:例如”DPO 和 Borda 有什么关系?""Fisher 信息和主动学习有什么关系?""没有免费午餐和 Dawid–Skene 的翻转有什么共同点?”
  • 能对自己的项目回答”如果……会怎样”:如果标注员换一批人、如果用 LLM 评委、如果数据多十倍。

7. 开放问题

这个领域还很年轻。几个重要的、没有解决的问题:

  1. 可扩展的监督(scalable oversight):当模型在某些任务上超过了人,人还能给出可靠的偏好吗?人可能分辨不出哪个证明是对的、哪段代码有安全漏洞。思路包括辩论(Irving 等 2018)、让 AI 辅助人做判断(Bowman 等 2022)、把难题分解成人能判断的小问题。它和第 17 讲的信息聚合直接相关:怎样从”不完全知道答案”的人那里聚合出可靠的判断?
  2. AI 反馈与合成偏好:用 AI 代替人给偏好(RLAIF;Constitutional AI,Bai 等 2022)。它便宜、可扩展,但 AI 的偏差会被继承和放大(第 14 讲的评委偏差、第 17 讲的”抄 AI”)。人类偏好的角色会变成什么——制定原则?抽查?
  3. 偏好会变,系统会改变偏好:推荐系统和聊天助手不只是满足偏好,还在塑造偏好(Carroll 等 2024 讨论了”可被影响的奖励函数”下的对齐)。如果系统能让人喜欢上它推荐的东西,“满足人的偏好”就不再是一个定义良好的目标(第 15 讲的时间不一致、第 17 讲的反馈循环)。
  4. 多元与个性化的边界:个性化到什么程度?哪些偏好应该被满足、哪些不应该?谁来决定群体和价值观的划分(第 16、17 讲)?
  5. 评估评估者:LLM 评委、奖励模型、排行榜本身也需要评估。用什么作为”金标准”?人类的判断本身也有偏差(Hosking 等 2024,第 14 讲)。
  6. 从行为到偏好的可识别性:大规模的行为数据(点击、停留、对话)里,理性假设对结论的影响有多大?能不能从数据里学到人的偏差,而不是假设它(第 15 讲)?
  7. 集体决定”模型应该是什么样”:社会选择理论(第 16 讲)怎样落地到 AI 的治理?一些尝试让公众参与制定模型的行为准则(例如 Collective Intelligence Project 与 Anthropic 的”集体宪法”实验,2023)。

8. 小结:整门课的十句话

  1. 目标写不出来时,从人的比较里学;比较比打分更稳定,代价是丢了强度。
  2. BT 模型 P(a≻b)=σ(sa−sb)P(a \succ b) = \sigma(s_a - s_b) 是一切的起点,也是一个需要被检查的假设。
  3. 最大似然是”实际 = 预期”;不确定性和数据一样重要,永远报告区间。
  4. 一个问题值多少信息,在问之前就能算出来;把比较放在信息最多的地方。
  5. RLHF 和 DPO 把偏好变成了模型的行为;优化会放大奖励模型的每一个缺陷。
  6. 探索是有代价的投资;该问什么问题,取决于你要做什么决定。
  7. 人的选择混进了风格、注意力、理性的局限;行为不等于偏好,代理不等于目标。
  8. 从行为反推偏好,必须对人做假设;把假设说出来,并检查结论对它是否敏感。
  9. 很多人的偏好没有完美的聚合方式;聚合规则、问谁、怎样评估都是价值选择。
  10. 一个好的偏好学习项目:事先计划、检查假设、报告区间、分人群看、诚实地写出和预期不一样的结果。

9. 练习

练习 1(把课程串起来)。用一段话回答:“为什么 DPO 学到的排序和 Borda 计数一样?这对一个面向全球用户的模型意味着什么?“要用到至少三讲的内容。

参考答案(示例)

DPO 的损失就是 BT 的负对数似然,只是奖励被写成了 β log(π/π_ref)(第 9 讲)。BT 的最大似然满足矩匹配:每个回答的预期胜场 = 实际胜场(第 5 讲)。所有回答对被等量比较、标注员来自混合人群时,“实际胜场”正是 Borda 分数,预期胜场随分数单调,所以排序就是 Borda 排序(第 9 讲第 7 节)。Borda 有 Arrow 意义上的毛病:违反 IIA,对候选池的组成(克隆)、比较的分配、策略性标注都敏感(第 16 讲)。对全球用户的模型,这意味着:标注员的构成(第 17 讲的”问谁”)和比较的设计会悄悄决定”谁的偏好”在模型里占上风;应该分人群检查,考虑多元对齐(第 17 讲)。

练习 2(设计一个项目)。你要评估一个新的代码助手是否比旧的好。写一份半页的预分析计划,至少包括:问题、主要指标、决策规则、数据收集(谁标、怎么问、多少、怎样随机化)、要检查的假设、次要分析、不做的事。

参考答案(要点)

问题:新助手生成的代码是否更受开发者偏好、且更常通过测试?注意这里有”信息”部分(代码对不对,可以跑测试)和”偏好”部分(可读性、风格)——分开测量(第 17 讲)。主要指标:在一组事先固定的编程任务上,带位置协变量的 BT 分数之差,或”通过测试的比例之差”(只选一个作为主要指标)。决策规则:95% 区间下界 > 0。数据:按经验分层招募开发者(新手 / 资深);两两比较、左右随机;用功效分析定样本量;任务按”训练截止日期之后发布的题目”选,避免污染(代码 02 演示 1)。检查:位置偏差、长度对偏好的影响(第 14 讲)、新手和资深开发者的结论是否一致。次要分析:按任务类型、按经验分层报告。不做的事:不中途看结果停止;不在看过数据之后换指标;不用 LLM 评委代替开发者做主要结论(可以作为探索性的对照)。

练习 3(诊断)。一份报告说:“我们的新奖励模型在测试集上的准确率从 68% 提高到 74%,用它训练的策略在 LLM 评委下胜率 62%。“列出你会追问的至少五个问题,并说明每个问题对应哪一讲的哪个陷阱。

参考答案(示例)

(1) 测试集怎样划分的?和训练集有没有重叠的提示(数据泄漏,第 5、18 讲)?(2) 68% → 74% 的区间是多少?测试集多大(小样本,第 5、18 讲)?(3) 还测了哪些指标?74% 是事先定的主要指标吗(多重比较,第 18 讲)?(4) LLM 评委是什么模型?和策略是不是同一家族?控制长度了吗(评委偏差,第 14、18 讲)?(5) 奖励模型更准,策略就一定更好吗?奖励模型在策略要去的地方准吗(第 10 讲)?有没有过度优化(第 8 讲)?(6) 62% 是对谁的胜率?不同类型的提示、不同的用户群体呢(只报平均数,第 17 讲)?(7) 有没有人类评估作为对照(第 14 讲的代理指标)?

练习 4(反思)。这门课里,哪一个”和预期不一样”的实验结果让你印象最深?它说明了什么?

参考答案(示例,没有唯一答案)

例如第 17 讲的反馈循环:一个温和的初始差距(满意度 0.97 vs 0.82)被放大成了几乎完全的排斥(少数群体从 30% 降到不到 6%),而且每一步都是”按数据做最好的事”。它说明:局部合理的优化可以产生全局不公平的结果,而且这种结果从数据里看不出来——必须事先想到要监测什么。又如第 16 讲的克隆:加 B 的克隆反而帮了 A,和确定性 Borda 的直觉相反。它说明:直觉要用实验检验,而且”相反的结果”本身也支持同一个结论(BT 的排序依赖于候选池)。


10. 延伸阅读

课程教材

  • Truong, Haupt, Koyejo. Machine Learning from Human Preferences. mlhp.stanford.edu.

研究实践

  • Gelman, Loken. The Garden of Forking Paths: Why Multiple Comparisons Can Be a Problem, Even When There Is No “Fishing Expedition” or “p-Hacking”. 2013.
  • Nosek, Ebersole, DeHaven, Mellor. The Preregistration Revolution. PNAS 2018.
  • Efron, Tibshirani. An Introduction to the Bootstrap. 1993.
  • Card et al. With Little Power Comes Great Responsibility. EMNLP 2020.(NLP 评测的统计功效)
  • Sainz et al. NLP Evaluation in Trouble: On the Need to Measure LLM Data Contamination for Each Benchmark. Findings of EMNLP 2023.
  • Golchin, Surdeanu. Time Travel in LLMs: Tracing Data Contamination in Large Language Models. ICLR 2024.

开放问题

  • Irving, Christiano, Amodei. AI Safety via Debate. 2018.
  • Bowman et al. Measuring Progress on Scalable Oversight for Large Language Models. 2022.
  • Bai et al. Constitutional AI: Harmlessness from AI Feedback. 2022.
  • Casper et al. Open Problems and Fundamental Limitations of Reinforcement Learning from Human Feedback. TMLR 2023.
  • Carroll, Foote, Siththaranjan, Russell, Dragan. AI Alignment with Changing and Influenceable Reward Functions. ICML 2024.
  • Hosking, Blunsom, Bartolo. Human Feedback is not Gold Standard. ICLR 2024.
  • Anthropic, Collective Intelligence Project. Collective Constitutional AI: Aligning a Language Model with Public Input. 2023.

11. 结语

这门课从一个简单的问题开始:目标写不出来的时候,怎样从人的选择里学出”人想要什么”?

十八讲之后,答案变得复杂了:人的选择有噪声、有偏差、受呈现方式影响、随时间改变;不同的人想要不同的东西;把很多人的偏好合起来没有完美的方式;学到的东西会被优化放大、会改变它所学习的人。

可这些复杂性并不意味着放弃。它意味着更小心地做:清楚地说出假设、事先计划分析、报告不确定性、分人群看结果、诚实地写出和预期不一样的发现。这些习惯本身,就是这门课最重要的内容。

祝你的期末项目顺利。

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