Large Language Models (LLMs) still struggle with multi-step logical reasoning. Existing approaches either purely refine the reasoning chain in natural language form or attach a symbolic solver as an external module. In this work, we instead ask whether LLMs contain a shared internal logical subspace that simultaneously aligns natural-language and symbolic-language views of the reasoning process. Our hypothesis is that this logical subspace captures logical reasoning capabilities in LLMs that are shared across views while remaining independent of surface forms. To verify this, we employ Canonical Correlation Analysis on the paired residual activations from natural-language and symbolic-language reasoning chains, learning a low-dimensional subspace with maximum cross-view correlation. Furthermore, we design a training-free approach that steers LLMs reasoning chain along this logical subspace, thereby leveraging the complementary reasoning signals from both views. Experiments on four logical reasoning benchmarks demonstrate the effectiveness of our approach, improving accuracy by up to 11 percentage points and generalizing well on out-of-domain problems.


翻译:大型语言模型在复杂多步逻辑推理中仍面临挑战。现有方法要么纯粹以自然语言形式优化推理链,要么将符号求解器作为外部模块附加。本研究则探讨大语言模型是否包含一个共享的内部逻辑子空间,该子空间能同时对齐推理过程的自然语言视图与符号语言视图。我们假设该逻辑子空间捕获了模型中共有且独立于表层形式的逻辑推理能力。为验证这一假设,我们对自然语言推理链与符号语言推理链的配对残差激活进行典型相关分析,学习具有最大跨视图相关性的低维子空间。此外,我们设计了一种无需训练的方法,沿该逻辑子空间引导模型的推理链,从而综合利用两个视图的互补推理信号。在四个逻辑推理基准上的实验表明,本方法可将准确率提升最多11个百分点,并具有良好的跨领域泛化能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

从感知到推理:深度思考赋能多模态大语言模型
专知会员服务
25+阅读 · 2025年11月19日
大语言模型中的隐式推理:综合综述
专知会员服务
32+阅读 · 2025年9月4日
通过逻辑推理赋能大语言模型:综述
专知会员服务
32+阅读 · 2025年2月24日
大语言模型中的逻辑推理:综述
专知会员服务
48+阅读 · 2025年2月15日
大型语言模型高效推理综述
专知会员服务
64+阅读 · 2024年4月23日
大型语言模型的模型压缩与高效推理:综述
专知会员服务
94+阅读 · 2024年2月17日
RecInterpreter:架起大语言模型与传统推荐模型的桥梁
专知会员服务
54+阅读 · 2023年11月9日
自然语言处理常识推理综述论文,60页pdf
专知
73+阅读 · 2019年4月4日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
自然语言处理(NLP)知识结构总结
AI100
51+阅读 · 2018年8月17日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22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
1+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
2+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
3+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
4+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
认知战与交战性质的改变:神经战略视角
专知会员服务
5+阅读 · 5月8日
人工智能如何变革军事C5ISR作战
专知会员服务
12+阅读 · 5月8日
相关VIP内容
从感知到推理:深度思考赋能多模态大语言模型
专知会员服务
25+阅读 · 2025年11月19日
大语言模型中的隐式推理:综合综述
专知会员服务
32+阅读 · 2025年9月4日
通过逻辑推理赋能大语言模型:综述
专知会员服务
32+阅读 · 2025年2月24日
大语言模型中的逻辑推理:综述
专知会员服务
48+阅读 · 2025年2月15日
大型语言模型高效推理综述
专知会员服务
64+阅读 · 2024年4月23日
大型语言模型的模型压缩与高效推理:综述
专知会员服务
94+阅读 · 2024年2月17日
RecInterpreter:架起大语言模型与传统推荐模型的桥梁
专知会员服务
54+阅读 · 2023年11月9日
相关基金
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
1+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
2+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
3+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
4+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