Recently, increasing attention has been focused drawn on to improve the ability of Large Language Models (LLMs) to perform complex reasoning. However, previous methods, such as Chain-of-Thought and Self-Consistency, mainly follow Direct Reasoning (DR) frameworks, so they will meet difficulty in solving numerous real-world tasks which can hardly be solved via DR. Therefore, to strengthen the reasoning power of LLMs, this paper proposes a novel Indirect Reasoning (IR) method that employs the logic of contrapositives and contradictions to tackle IR tasks such as factual reasoning and mathematic proof. Specifically, our methodology comprises two steps. Firstly, we leverage the logical equivalence of contrapositive to augment the data and rules to enhance the comprehensibility of LLMs. Secondly, we design a set of prompt templates to trigger LLMs to conduct IR based on proof by contradiction that is logically equivalent to the original DR process. Our IR method is simple yet effective and can be straightforwardly integrated with existing DR methods to further boost the reasoning abilities of LLMs. The experimental results on popular LLMs, such as GPT-3.5-turbo and Gemini-pro, show that our IR method enhances the overall accuracy of factual reasoning by 27.33% and mathematical proof by 31.43%, when compared with traditional DR methods. Moreover, the methods combining IR and DR significantly outperform the methods solely using IR or DR, further demonstrating the effectiveness of our strategy.


翻译:近年来,提升大语言模型执行复杂推理能力的研究日益受到关注。然而,思维链与自洽性等既有方法主要遵循直接推理框架,难以解决众多无法通过直接推理完成的现实任务。为此,本文提出一种新颖的间接推理方法,通过运用逆否命题逻辑与矛盾律来强化大语言模型的推理能力,以应对事实推理与数学证明等间接推理任务。具体而言,本方法包含两个步骤:首先利用逆否命题的逻辑等价性增强数据与规则的可理解性;其次设计一系列提示模板,引导大语言模型基于与原始直接推理过程逻辑等价的矛盾证明法进行间接推理。该方法简洁高效,可直接与现有直接推理方法结合以进一步提升大语言模型的推理能力。在GPT-3.5-turbo与Gemini-pro等主流大语言模型上的实验结果表明:相较于传统直接推理方法,本间接推理方法使事实推理的总体准确率提升27.33%,数学证明准确率提升31.43%。此外,结合间接推理与直接推理的方法显著优于单独使用间接推理或直接推理的方法,进一步验证了本策略的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

信息检索杂志(IR)为信息检索的广泛领域中的理论、算法分析和实验的发布提供了一个国际论坛。感兴趣的主题包括对应用程序(例如Web,社交和流媒体,推荐系统和文本档案)的搜索、索引、分析和评估。这包括对搜索中人为因素的研究、桥接人工智能和信息检索以及特定领域的搜索应用程序。 官网地址:https://dblp.uni-trier.de/db/journals/ir/
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
探秘Palantir:驱动美情报的科技巨头
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:14
《美国海军军事海运司令部 2026年手册》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:05
《人工智能使能系统可靠性框架》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:28
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
14+阅读 · 4月26日
《强化学习数学基础》
专知会员服务
12+阅读 · 4月26日
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+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
3+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员