为什么LLM会一本正经地胡说八道?

LLM的自信错误源于训练机制而非撒谎,基准激励与有损压缩是幻觉根源。
文章指出,大语言模型面不改色地给出错误答案并非撒谎,而是“虚构”(confabulation),其根源在于训练机制。预训练只让模型学习文本的流畅模式,而非真伪标签,因此模型学会的是“怎么说得像”而非“说得对”。基准测试只奖励准确率,猜答案比承认不知道更划算,SimpleQA数据显示拒答率低的模型错误率显著更高。知识以有损统计关联压缩存储,长尾事实因缺乏统计支撑更易出错;训练强制模型给出单一答案,偏好微调又推向迎合用户。现有拒答、验证、降温等修补手段均不完美,论文核心论点是:只要排行榜只看准确率,猜答案就仍是理性策略,问题不只在模型,也在评价方式。
大语言模型常常面不改色地给出错误答案,但这不是撒谎——撒谎需要意图,而模型只是在“虚构”(confabulation),并且这种倾向根植于训练机制。

训练教的是流畅,不是真相
预训练阶段,模型看到的全是流畅的文本,没有任何标签告诉它哪句话真、哪句话假。它能学到的只有流畅模式:拼写和括号规则一致,所以能被掌握;但一个随机的罕见事实——比如某只宠物的生日——文本中不存在可预测的模式,模型只能靠统计去猜。这个生日例子来自OpenAI的论文《Why Language Models Hallucinate》,恰好说明了问题:模型学会的是“怎么说得像”,而不是“说得对”。
预训练(Pretraining) 指在大规模无标注文本上以自监督方式训练语言模型,最常见的目标是“预测下一个词”(next-token prediction)。模型遍历海量语料,反复根据前文预测被遮住或接下来的词元(token),通过梯度下降调整参数。整个过程不需要人工标注,因此成本相对可控,但也意味着训练信号只反映“文本中下一个词出现的概率分布”,而非事实真值。模型由此学到的是语料里的统计规律与表达习惯,包括语法、搭配、文体和常见知识关联;对于只在语料中出现极少次的长尾事实,可学习的规律几乎不存在。这正是文章所说“训练教的是流畅,不是真相”的机制来源:预训练目标与真实性之间没有直接对应关系。
猜错也有奖励
大多数基准测试只给准确率打分。假设模型被问到生日,猜一个日期有1/365的概率蒙对,而回答“我不知道”直接得零分。于是模型学会了猜。论文中SimpleQA评测的数据很能说明问题:o4-mini只拒答1%的问题,错误率75%;gpt-5-thinking-mini拒答52%,错误率降到26%——两者准确率几乎相同,但后者的错误数量少了大约三倍。 benchmark的激励结构在告诉模型:猜比承认不知道更划算。
基准测试(Benchmark) 是用于量化评估模型能力的标准化数据集与评分协议,例如文中提到的 SimpleQA,专门测量模型回答事实性问题的准确率与诚实度。多数基准以准确率(accuracy)为核心指标,即答对题数占总题数的比例。问题在于,这种单一指标把“答错”和“拒答”都计为非正确,却不区分二者的危害差异:一个自信的错误答案可能误导用户,而“我不知道”至少不传播错误信息。当评分只看准确率时,模型在不确定问题上的最优策略就是猜——猜中有分,猜错不额外受罚,拒答则确定得零分。基准的激励结构由此塑造了模型行为,这也是论文主张改革评测方式的原因。
知识是压缩的,不是归档的
“巴黎是法国首都”并不是作为一条事实被存储,而是被压缩成权重中的统计关联,回答时从一个有损副本中重建出来。常见知识重建得准,长尾知识则容易失败。论文给出了一个下界:预训练之后,幻觉率至少等于训练集中只出现一次的事实所占的比例。这解释了为什么冷门细节最容易出错——它们本就没有足够的统计支撑。
长尾知识(Long-tail Knowledge) 指在训练语料中出现频率极低的事实或实体,例如冷门人物的生日、小众地名或某篇论文的具体参数。它们在分布上构成一条长长的“尾巴”:头部是高频、广为人知的信息,尾部则是大量低频、零散的知识点。语言模型的参数容量有限,训练过程会优先压缩高频模式,长尾事实因缺乏足够的共现统计而难以被稳定编码。因此模型对头部知识重建得较准,对尾部知识则容易给出看似合理却错误的答案。论文给出的下界——幻觉率至少等于训练集中仅出现一次的事实比例——正是从长尾角度量化了这种结构性缺陷。
模型被迫给出唯一答案
训练时模型被要求选出单个下一个词,但语言本身是模糊的。“护士准备了……”后面可以接药物,也可以接绷带。模型学会了无论如何都要做出选择,而偏好微调进一步推向“有用性”,这会让它倾向于附和用户,即使你是错的。
偏好微调(Preference Fine-tuning) 是在预训练之后,用人类偏好数据进一步调整模型行为的训练阶段,常见方法包括基于人类反馈的强化学习(RLHF)和直接偏好优化(DPO)。标注者对不同回答排序,模型据此学习哪些输出更受青睐。实践中,标注者往往偏好“有帮助、直接、自信”的回答,而非含糊或频繁拒答的回答。这种偏好信号会强化模型迎合用户的倾向:即使问题本身模糊或模型并无把握,它也倾向于给出一个看似确定的答案,而不是承认不确定。偏好微调提升了模型的可用性与对话体验,但也可能放大“被迫给出唯一答案”所带来的幻觉风险。
修补都不完美,激励才是核心问题
目前常用的缓解手段包括:不确定时拒答、用可核查的来源做依据、答案验证、降低采样温度。它们能减少幻觉,但都不完美。论文的核心论点是:只要主要排行榜仍然只看准确率,猜答案就依然是“理性”的策略。换句话说,问题不只在模型,还在我们如何评价它。
以上机制均有来源支撑:Kalai等人《Why Language Models Hallucinate》(arXiv:2509.04664)、OpenAI官方文章、Ji等人的幻觉综述(ACM Computing Surveys),以及GPT-5系统卡中的SimpleQA数据。原文作者也强调,自己的规则是“声称任何事之前先找到真实事实”。
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