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心理论:其在心理学中的含义以及为什么人工智能研究人员在辩论它

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要点

心理论是将信念、欲望和意图归因于自己和他人的认知能力,即使他人对现实的看法与自己不同,也能预测行为。这个概念长期以来通过Sally-Anne任务等儿童发展测试进行研究,但在斯坦福大学研究人员报告GPT-4等大型语言模型通过许多相同测试后重新进入公众讨论,尽管其他科学家对这一主张提出异议。

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心理论在心理学中的含义

根据维基百科的概念概述,心理论(ToM)被定义为理解个人的能力,通过将心理状态归因于他们来定义。它使一个人能够认识到他人可能持有与自己不同的信念、欲望或意图,并使用该认识来预测或解释行为。

这个术语通过大卫·普雷马克和盖伊·伍德拉夫在1978年发表的论文《黑猩猩有心理论吗?》进入现代研究。这促使心理学家在整个物种和整个儿童发展过程中研究这种能力。根据维基百科,随后出现了两种关于心理论如何运作的相互竞争的解释:"理论-理论"认为人们应用民间心理学规则来推断他人的状态,以及模拟理论认为人们通过将自己置于他人的位置来在心理上建模他人。

Sally-Anne任务

测试儿童心理论的标准工具是虚假信念任务,最常以Sally-Anne故事的形式呈现:Sally把一个弹珠放在她的篮子里并离开房间;Anne然后把弹珠移到一个盒子里。孩子通过预测Sally会在她最初的现在虚假的信念地方即篮子里寻找大理石而不是它实际所在的位置来通过测试——正如维基百科所解释的那样。一个相关的版本是意外内容任务,要求儿童说出他人对一个贴错标签的盒子里的内容的看法。

儿童通常在大约3岁到5岁之间按一定顺序发展这些能力,从理解人们可以想要不同的东西,到理解人们可以持有不同的信念,到通过完整的虚假信念测试。维基百科指出,确切的顺序因文化而异:例如,伊朗和中国的儿童更早掌握"知识获取"但花费更长时间掌握"多样信念",研究人员将其与集体主义文化价值观联系起来。

人工智能为什么进入了辩论

对机器心理论的兴趣在斯坦福计算心理学家米哈尔·科辛斯基通过一系列语言模型运行了对儿童使用的相同虚假信念任务后增加了。根据斯坦福大学研究生商学院的工作论文页面,科辛斯基构建了40个虚假信念场景,加上相匹配的真实信念控制版本,并在2010年代后期至2023年间发布的语言模型上进行了测试。

虚假信念任务中GPT模型性能,根据斯坦福大学研究生商学院的工作论文页面报告
模型发布期间成功率(斯坦福大学研究生商学院)最接近的儿童年龄基准
2020年前模型2020年前约0%低于典型测试年龄
GPT-32020年5月约40%约3.5岁儿童
GPT-3,更新版本2022年1月约70%约6岁儿童
GPT-3.52022年11月约90%约7岁儿童
GPT-42023年3月约95%接近成人水平

PsyPost对该研究的单独撰写提供了不同的数字,用于描述为涵盖11个模型的后续测试轮次:它报告GPT-3变体仅解决约20%的任务,而"ChatGPT-4"整体解决75%,意外内容任务中分为90%,但较难的意外转移版本中仅60%。两个来源描述了不同的测试批次和模型版本,这是百分比不匹配的一个可能原因;然而,两者都指向了与旧模型相比新模型的明确改进。

LLM不仅仅是语言模型——从本质上讲,它们是人类心智的模型。

— 米哈尔·科辛斯基,斯坦福大学研究生商学院,据PsyPost引述

反驳:模式匹配还是真正的理解?

科辛斯基的结论受到了挑战。哈佛心理学家托默·乌尔曼在arXiv上发表了一篇题为"大型语言模型在心理论任务的琐碎改变中失败"的论文,论证那些保留相同基本心理逻辑的小的改述可能会将模型的答案从正确翻转到不正确。乌尔曼的立场总结在论文本身的框架中,他认为研究人员在评估机器心理学时应该从怀疑的基线开始,几乎相同任务中的零散失败比平均成功率更重要。

PsyPost对斯坦福研究的报道也直接标记了这一局限:因为GPT模型是在可能包括类似虚假信念故事的大量文本上训练的,很难排除模型是在识别熟悉的模式而不是对看不见的角色的心理状态进行推理。研究人员试图设计新的场景来降低这一风险,但该文章指出这不能完全保证。

为什么这个问题超越实验室很重要

用于儿童和黑猩猩的相同测试电池现在被应用于软件,因为正如斯坦福大学研究生商学院的页面所指出的那样,心理论对人类社会互动、沟通、同理心、自我意识和道德至关重要。然而,斯坦福材料和乌尔曼论文都同意,通过一套固定的测试问题并不等同于确定系统按照认知科学家用于人类的方式拥有心理论。

常见问题

简单来说心理论是什么?
这是认识到其他人有自己的信念、欲望和意图与自己不同的能力,并使用它来预测他们的行为。根据维基百科的心理论概述定义。
Sally-Anne任务是什么?
这是一个虚假信念任务,其中儿童必须预测一个名叫Sally的角色会在她最后留下物体的地方寻找物体——即使另一个名叫Anne的角色在她不在时秘密移动了它——作为理解信念可以是虚假的的测试,根据维基百科。
GPT-4有心理论吗?
斯坦福研究人员米哈尔·科辛斯基根据他的工作论文页面和PsyPost的报道报告说,GPT-4解决了很高比例的经典虚假信念任务。然而,包括哈佛的托默·乌尔曼在内的其他研究人员在arXiv论文中论证,这可能反映了训练数据上的模式匹配,而不是真正的心理状态推理。
儿童通常在什么年龄通过虚假信念任务?
维基百科的概述指出,儿童通常在大约3岁到5岁之间按顺序发展支撑心理论的能力,确切的顺序在文化间略有不同。
批评者为什么怀疑AI心理论的结果?
托默·乌尔曼的arXiv论文表明,对本质上等同的虚假信念任务的小改述可以使之前答对的模型失败,他论证这表明对表面模式的依赖而不是关于他人心理状态的稳健推理。

来源

  1. Wikipedia — Theory of mind
  2. Stanford Graduate School of Business — Theory of Mind May Have Spontaneously Emerged in Large Language Models
  3. PsyPost — Stanford scientist discovers that AI has developed an uncanny human-like ability
  4. arXiv — Large Language Models Fail on Trivial Alterations to Theory-of-Mind Tasks (Ullman)

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