Mathematical reasoning in large language models (LLMs) has garnered attention in recent research, but there is limited understanding of how these models process and store information related to arithmetic tasks. In this paper, we present a mechanistic interpretation of LLMs for arithmetic-based questions using a causal mediation analysis framework. By intervening on the activations of specific model components and measuring the resulting changes in predicted probabilities, we identify the subset of parameters responsible for specific predictions. We analyze two pre-trained language models with different sizes (2.8B and 6B parameters). Experimental results reveal that a small set of mid-late layers significantly affect predictions for arithmetic-based questions, with distinct activation patterns for correct and wrong predictions. We also investigate the role of the attention mechanism and compare the model's activation patterns for arithmetic queries with the prediction of factual knowledge. Our findings provide insights into the mechanistic interpretation of LLMs for arithmetic tasks and highlight the specific components involved in arithmetic reasoning.


翻译:大型语言模型(LLMs)中的数学推理在近期研究中备受关注,但关于这些模型如何处理和存储与算术任务相关的信息,目前理解有限。本文基于因果中介分析框架,对面向算术问题的LLMs进行机制性解释。通过干预特定模型组件的激活状态并测量预测概率的变化,我们识别出负责特定预测的参数子集。我们分析了两个不同规模(28亿和60亿参数)的预训练语言模型。实验结果表明,少量中后层对算术问题的预测具有显著影响,且正确预测与错误预测呈现不同的激活模式。我们还探究了注意机制的作用,并将模型对算术查询的激活模式与事实知识预测进行对比。本研究为理解LLMs在算术任务中的机制性解释提供了新视角,并揭示了参与算术推理的特定组件。

0
下载
关闭预览

相关内容

百篇论文纵览大型语言模型最新研究进展
专知会员服务
70+阅读 · 2023年3月31日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月7日
Arxiv
13+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
15+阅读 · 2018年4月5日
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
3+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
4+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关资讯
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员