Although most of the automated theorem-proving approaches depend on formal proof systems, informal theorem proving can align better with large language models' (LLMs) strength in natural language processing. In this work, we identify a primary bottleneck in informal theorem proving as a lack of insight, namely the difficulty of recognizing the core techniques required to solve complex problems. To address this, we propose $\texttt{DeepInsight}$, a unified training framework designed to cultivate this essential reasoning skill and enable LLMs to perform insightful reasoning. Our framework consists of three components: (1) $\texttt{DeepInsightTheorem}$, a hierarchical dataset that structures informal proofs by explicitly extracting core techniques and proof sketches alongside the final proof; (2) a Progressive Multi-Stage SFT strategy that mimics the human learning process, teaching the model proof writing, planning, and insight identification; and (3) $\texttt{InsightPO}$, a policy optimization method that assigns structured rewards over this insight hierarchy. Our experiments on challenging mathematical benchmarks demonstrate that this insight-aware generation strategy significantly outperforms baselines. These results demonstrate that teaching models to identify and apply core techniques can substantially improve their mathematical reasoning.


翻译:尽管大多数自动定理证明方法依赖于形式化证明系统,但非形式定理证明能更好地契合大语言模型在自然语言处理中的优势。本工作发现非形式定理证明的主要瓶颈在于缺乏洞察力,即难以识别解决复杂问题所需的核心技术。为此,我们提出$\texttt{DeepInsight}$,一个统一的训练框架,旨在培养这种关键的推理能力,使大语言模型能够进行基于洞察的推理。该框架包含三个组件:(1)$\texttt{DeepInsightTheorem}$,一个层次化数据集,通过显式提取核心技术、证明草图及最终证明来结构化非形式证明;(2)渐进式多阶段监督微调策略,模拟人类学习过程,教模型掌握证明撰写、规划与洞察识别;(3)$\texttt{InsightPO}$,一种策略优化方法,在该洞察层次结构上分配结构化奖励。我们在具有挑战性的数学基准上的实验表明,这种感知洞察的生成策略显著优于基线方法。结果表明,教模型识别并应用核心技术能大幅提升其数学推理能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
185+阅读 · 2020年4月21日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
读书报告 | CN-DBpedia: A Chinese Knowledge Extraction System
科技创新与创业
19+阅读 · 2018年1月4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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关VIP内容
因果关联学习,Causal Relational Learning
专知会员服务
185+阅读 · 2020年4月21日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
读书报告 | CN-DBpedia: A Chinese Knowledge Extraction System
科技创新与创业
19+阅读 · 2018年1月4日
相关基金
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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员