CRoS:用打乱推理步骤顺序的因果奖励提升模型准确率与推理忠实度

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针对可验证奖励强化学习(RLVR)只看结果正确、无法保证思维链真正影响答案的问题,作者提出 CRoS 因果奖励。已有因果度量靠删除步骤或注入错误来扰动思维链,会改变每步信息,高分可能只是对信息变化敏感。CRoS 改为打乱推理步骤顺序、不改内容,从而保留每步信息。在 Reasoning Gym 上用 Gemma-3-4B 测试,CRoS 在五个未见过的逻辑与游戏数据集上取得 46.8% 准确率,高于最强基线 43.8%;CoT-Pass@K 从 K=1 到 128 平均 43.4%,基线为 41.4%;提示确认分数 34.0%,基线 20.2%。

全文梳理

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结果奖励的缺口

可验证奖励强化学习已成为训练语言模型推理的常用做法,但奖励通常只来自最终答案是否正确。答案正确并不等于思维链对答案有因果贡献,缺少这层联系时,结果奖励未必能强化高质量推理。已有因果度量通过删除推理步骤或注入错误来扰动思维链,再观察答案变化;这类扰动会改变每一步携带的信息,高分可能反映的是对信息变化的敏感,而非真正的因果性。把这种度量当作训练奖励,还会带来生成信息量更低的思维链、探索与自我纠正减少等不良行为。

打乱顺序的做法

CRoS 的思路是把扰动限制在顺序上:打乱推理步骤的排列,但不改动每一步的内容,因此每步信息得以保留,度量针对的是步骤次序对最终答案的影响。作者把它作为因果奖励用于训练,并在 Reasoning Gym 环境、Gemma-3-4B 模型上,与现有因果奖励和结果奖励做对比,评估维度包括域外准确率、思维链质量和思维链忠实度。

三项对比数字

在五个未见过的逻辑与游戏数据集上,CRoS 的准确率为 46.8%,最强基线为 43.8%。思维链质量方面,CRoS 在 CoT-Pass@K 上从 K=1 到 128 持续优于基线,平均为 43.4% 对 41.4%。忠实度方面,CRoS 的提示确认分数为 34.0%,基线为 20.2%。论文篇幅 17 页,含 3 张图、14 张表,附有项目页面,编号为 arXiv:2610.42054。

为什么值得看

给出一种不改变步骤内容的思维链因果度量,并把它用作训练奖励,同时报告了准确率与忠实度的对比数字,适合关注 RLVR 与…

强化学习论文数据集

信源1 家

  1. [1]arXiv cs.AI一手信源CRoS: Causality Reward on Scrambled CoTs Improves Accuracy and Reasoning Faithfulness

关键事实

  • CRoS 通过打乱推理步骤顺序而非删除或注入错误来扰动思维链,保留每步信息[1]

  • 在 Reasoning Gym 上用 Gemma-3-4B 测试,CRoS 在五个未见过的逻辑与游戏数据集上准确率 46.8%,最强基线 43.8%[1]

  • CoT-Pass@K 从 K=1 到 128 平均 43.4%,基线 41.4%[1]

  • 提示确认分数 34.0%,基线 20.2%[1]

  • 论文共 17 页、3 张图、14 张表,编号 arXiv:2610.42054[1]

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