参数化知识的两个问题
大模型的知识被压缩在参数里,带来两个限制:
- 知识时效:训练语料有截止日期,之后发生的事实模型不知道;
- 幻觉:模型可能生成看似合理但错误的内容,尤其是冷门实体和精确数值。
知识增强的大语言模型(Knowledge-Augmented LLM)在训练或推理阶段引入外部知识,提升准确性、可解释性和时效性。两条路线:
- 知识内化:在预训练阶段把知识融入参数;
- 知识外用:在推理阶段动态检索和选择外部知识。
两者互补:内化知识让模型具备常识和语言能力,外用知识保证事实新鲜、可追溯。
预训练阶段的知识内化
词法与语义知识
在预训练语料中加入语言知识任务:
- 词法知识:利用 WordNet 等词汇知识库,设计“掩盖词还原”“词汇关系分类”等任务,让模型学习同义、反义、上下位等关系。WordNet 把同义词组织成同义词集合(synset),再用语义关系连接成网络;
- 语义知识:从大规模语料中挖掘具有逻辑关系的句子,去掉“因为……所以”“虽然……但是”等连词,构造蕴含、因果、转折关系的分类任务,让模型从句子内容而不是连接词判断逻辑。
世界知识
世界知识常以 知识图谱 的三元组形式存在。预训练时可以采用联合掩码:同时掩蔽文本中的实体和知识图谱中对应的三元组,让模型在文本与结构化知识之间建立对应关系。
例如文本提到“姚明出生于上海”,图谱中有 (姚明,出生地,上海)。联合训练让模型既从上下文学习,也从结构化事实中学习,增强对实体和关系的表示。
知识内化的优点和局限:
- 优点:推理时不需要额外检索,速度快;
- 局限:更新成本高,新知识仍需重新训练或继续预训练,且难以保证事实可追溯。
推理阶段的知识外用
动机
外部知识源可以是搜索引擎、领域数据库、知识图谱、文档库或实时 API。它们提供高质量、专业化、可更新的信息,弥补模型记忆的不准确和不完整。
例如用户问“这个国庆档票房排行前十的电影”,票房数据实时变化,模型内化的知识不可能覆盖;接入票房数据库后,模型可以获取最新数据并生成准确回答。
内容规划
内容规划负责理解需求、决定是否检索、检索什么、如何选择知识:
- 理解阶段:分析用户意图,判断问题是否需要外部知识;
- 检索阶段:从领域知识库、论文、文档或实时信息源获取候选内容;
- 选择阶段:对候选内容排序、去重、截断,保留与问题最相关的证据。
常用方法包括:
- 检索增强生成(RAG):先检索文档片段,再把片段作为上下文输入模型,详见 RAG;
- 思维链(CoT):把复杂问题拆成多个步骤,每一步都可以查询外部知识,详见 CoT、ToT 与 GoT;
- 上下文学习:把预设知识转成示例或上下文,让模型在推理时参考。
内容生成
生成阶段要让显式知识(检索到的文本、三元组)与隐式知识(模型参数中的常识和语言能力)相互验证,而不是简单拼接。
一个典型例子是消解冲突。用户问“庆承瑞教授的出生年份”,训练数据中有 1933 年和 1935 年两种说法;外部资料提到“2021 年的一场访谈中,何院士 94 岁,庆教授 88 岁,夫妇分别毕业于国立交通大学和清华大学”。模型需要结合访谈时间、年龄和毕业院校等信息推断出更可靠的年份,并在回答中说明依据。
这说明知识增强不仅是“把资料塞进提示”,还涉及证据筛选、冲突消解和引用。生成时通常要求模型:
- 区分哪些内容来自外部资料,哪些来自自身知识;
- 对相互矛盾的证据给出判断依据;
- 在无法确认时明确说明不确定性,而不是编造。
典型应用
- 搜索引擎:传统搜索依赖链接分析和关键词匹配,引入语义理解与知识增强后,可以更好地理解查询意图、直接给出答案并附来源;
- 人机对话:智能音箱、客服、车载助手需要结合用户画像、领域知识和实时信息;
- 行业应用:医疗辅助决策需要可循证的指南和文献,金融需要从公告和报告中抽取事实,媒体需要热点分析与内容审核。
知识增强的价值在于把大模型的语言能力与外部知识的准确性和可更新性结合起来。它不能完全消除幻觉,但能让模型有据可查,也让错误更容易定位和纠正。
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