Large language models (LLMs) are capable of answering knowledge-intensive complex questions with chain-of-thought (CoT) reasoning. However, they tend to generate factually incorrect reasoning steps when the required knowledge is not available or up-to-date in models' parameters. Recent works turn to retrieving external knowledge to augment CoT reasoning. Despite being promising, these chain-based methods suffer from: 1) Negative retrieval. Unnecessary or incorrect retrieval may mislead the reasoning; 2) Limited sight. Lacking the ability to look backward or forward, a local error in one step will propagate along the chain. In this paper, we propose a novel approach: Probabilistic Tree-of-thought Reasoning (ProbTree). First, LLMs translate a complex question into a query tree, in which each non-root node denotes a sub-question of its parent node. Then, probabilistic reasoning is conducted over the tree, by solving questions from leaf to root considering the confidence of both question decomposing and answering. During reasoning, for leaf nodes, LLMs choose a more confident answer from Closed-book QA that employs parametric knowledge and Open-book QA that employs retrieved external knowledge, thus eliminating the negative retrieval problem. For non-leaf nodes, with the hierarchical structure, LLMs have broader sights and are able to globally reason with the information from child nodes, thus recovering from local errors. The experiments on three Complex QA datasets under the open-domain setting show that our approach outperforms SOTA methods significantly, demonstrating the effect of probabilistic tree-of-thought reasoning.


翻译:大型语言模型(LLMs)能够通过思维链(CoT)推理回答知识密集型复杂问题,但当所需知识在模型参数中不可用或未及时更新时,它们倾向于生成事实上错误的推理步骤。近期研究转向检索外部知识以增强CoT推理。然而,这些基于链的方法虽具潜力,但仍存在以下问题:1)负向检索。不必要或错误的检索可能误导推理过程;2)视野受限。缺乏回溯或前瞻能力,单个步骤的局部错误将沿链传播。本文提出一种新方法:概率树状思维推理(ProbTree)。首先,LLMs将复杂问题转化为查询树,其中每个非根节点代表其父节点的子问题。随后,在树上进行概率推理,通过结合问题分解与回答的置信度,从叶节点到根节点依次求解问题。在推理过程中,对于叶节点,LLMs从使用参数化知识的闭卷问答与使用检索外部知识的开卷问答中选择置信度更高的答案,从而消除负向检索问题。对于非叶节点,借助层次结构,LLMs拥有更广阔的视野,能够利用子节点信息进行全局推理,从而从局部错误中恢复。在开放域设置下的三个复杂问答数据集上的实验表明,我们的方法显著优于现有最先进方法,验证了概率树状思维推理的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

通过学习、实践或探索所获得的认识、判断或技能。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
1+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
5+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
5+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
16+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
13+阅读 · 6月4日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员