新智元報道

編輯：傾傾

GPT-5的驚艷之處，不只是寫得好，還有超強的推理能力。近期的一個研究揭示了其中的秘密：通用智能體之所以聰明，不是因為參數更大，而是因為它們在腦子里長出了一張「世界模型」。而這張隱形的地圖，也正在改變我們對AI的理解。

GPT-5上線后，最讓人震驚的不是它能寫詩畫畫，而是它展現出的推理能力。

網友驚呼：「感覺像是在和博士討論問題」，媒體更是直言它的邏輯水平已經「堪比專家」。

為什么會出現這種「突然開竅」的效果？

最新的一篇研究給出了答案：

通用智能體之所以能推理，不靠死記硬背，而是因為它們在腦子里悄悄長出了一張「世界模型」。

論文傳送門：https://arxiv.org/pdf/2506.01622

是模仿還是思考？學界吵了十年

什么是「世界模型」？簡單來說，它就是AI腦子里的預測地圖。

對于人類來說，我們的腦子里天生帶有預測的功能：

球在桌子邊滾動→它可能會掉下去

開車的時候，看到紅燈→如果不剎車可能出事故

兩個人對話，其中一個人說「我餓了」→下一步很可能是找吃的

那對于AI來說，是怎樣的呢？

在過去的十幾年里，學界一直在爭吵——AI到底能不能只靠模仿（無模型學習），也能解決復雜任務？

「模仿派」認為，只要有足夠多的數據+強大的算力，AI就能像條件反射一樣給出正確答案。

在GPT-3.5時代，大部分AI的回答都像「背題庫」，有時候蒙對，有時候完全錯誤。

與之相反的則是「思考派」。他們堅持如果沒有世界模型，AI永遠只是鸚鵡學舌。

一旦問題需要多步邏輯，比如解數學習題、規劃一個流程，純模仿型AI就會掉鏈子。

最近，有一研究給這些爭論按下了終止鍵：

只要一個智能體真的能完成多步、復雜的目標任務，它的策略里必然隱含了世界模型。

在學術框架里，「目標、策略、世界模型」曾經像一個缺角的三角形。

已知世界模型和目標，可以推導出最優策略；已知策略和世界模型，可以反推出目標。

圖1 目標g、策略π、世界模型p之間的三角關系

而現在最后一角也被補齊——只要知道智能體的策略和目標，就能恢復出它的世界模型。

這個推導讓「世界模型不可或缺」的結論更加穩固。

也就是說，GPT-5之所以能展現出驚人的推理能力，是因為在訓練過程中，它體內的「世界模型」。

可以說，沒有世界模型，就沒有真正的通用智能。

探究AI腦子里的地圖

僅有理論還不夠，研究團隊決定深入檢查。

既然說智能體一定會「長出」世界模型，那么我們能否在實驗室里，把這張隱形的「地圖」抓出來？

給AI搭建的「迷你世界」

為了驗證AI體內是否真的存在世界模型，研究團隊設計了一個巧妙的實驗。

他們搭建了一個虛擬世界，里面只有幾個狀態（X、Y），它們會按一定概率互相跳轉。

然后研究員將任務交給智能體，讓它自己摸索。

最后，研究人員嘗試只根據智能體的行為，反推出它腦子里是不是已經學會了這些概率。

圖2 智能體-環境系統示意圖

任務越復雜，誤差反而越小

剛開始，智能體在簡單目標里亂撞，恢復出來的世界模型差錯很多，還有一堆錯誤。

可當任務變得復雜（比如要先到X，再轉到Y），情況就完全不同：它會自動搭建出更精細的「轉移概率表」。

隨著任務深度增加，誤差迅速下降。

圖3 任務復雜度vs世界模型誤差曲線

無論是訓練樣本還是任務深度，結果都一邊倒——任務越復雜，世界模型越準確。

實驗員還嘗試了更復雜的目標組合：智能體需要在不同狀態之間來回跳轉，才能完成目標。

圖4 復合目標實驗示意圖

結果依舊成立。即使任務被拆解得更復雜，它體內的世界模型依然能被穩定恢復出來。

沒有世界地圖，就沒有真正的智能

數學推理也印證了這一點。

實驗表明，只要一個智能體在復雜任務里不會頻繁犯低級錯誤，始終能保持有限的「后悔值」，它的策略中就必然已經包含了環境的轉移規律。

也就是說——世界模型不是AI的點綴，而是它進化的必需品。

智能體越強，心里的「小九九」就越多。

這就是為什么GPT-5會讓人覺得「突然會推理了」，其實是它體內越來越清晰的世界模型。

一張地圖帶來的希望與隱憂

實驗告訴我們：只要AI能完成復雜任務，它的腦子里就一定有一個「世界地圖」。

這也解釋了近來最熱門的現象——所謂的「涌現能力」。

研究表示，這并不是魔法，而是世界模型在任務中逐漸清晰的自然結果。

我們以為GPT-5突然會推理，其實是因為它體內的世界模型在任務中逐漸清晰，于是能力自然顯現。

這讓人類看到了希望：如果世界模型真的存在，我們或許有機會把它抽離出來，借此理解AI的內心劇場。

未來，當它越來越強時，這可能成為破解黑箱、提升安全性的關鍵。

但這也埋下了隱憂的種子。

真實世界遠比實驗室復雜，AI學到的地圖也許是模糊不完整的，甚至與人類理解不一致。

可能它覺得安全，而我們覺得危險。

對研究者來說，這也是一個轉機。

既然世界模型必然存在，那么我們或許能在未來把它抽取出來，用來解釋和驗證AI的行為。

這意味著，破解「黑箱」不再只是愿景，而可能有了真正的理論支撐。

所以，GPT-5帶來的震驚不只是「它會推理」，更深層的意義在于：AI已經能在腦海里搭建自己的世界地圖。

而這張地圖，既可能是通向智慧的通行證，也可能是未來不確定性的源頭。

參考資料：

https://arxiv.org/abs/2506.01622