第 10 章 · 第四部分 世界

它为什么会一本正经地胡说

幻觉不是故障,而是「预测下一个词」这种工作方式的必然产物。这一章讲它从哪来、长什么样、能怎么办,以及一个诚实的能力边界。

人工智能导论 · 上海交通大学「AI+教育」平台 · 讲义版幻灯片

这一讲对应《Hello, AI》第 10 章《它为什么会一本正经地胡说》。主线约 8 分钟的阅读量,展开讲一节课。

本章要回答的问题:一个能写出流畅论文的系统,为什么会编造不存在的参考文献?我们该怎样与这个特性共处?

开场2023 年,一位律师

六个判例,一个都不存在

他向法庭提交了一份由聊天助手协助撰写的诉状,其中引用了六个判例。

法官查证后发现:案名、编号、判词、法官姓名,全部是模型编的——而且编得像模像样。

律师被处罚,这件事成了一个经典案例。

从前面九章的角度看,这件事一点也不奇怪

这可能是全书最实用的一章——
因为你和 AI 打交道的每一天,
都在和幻觉打交道。

可以先问学生:你们有没有被 AI 编的东西骗过?基本每个班都能举出例子。让他们讲一个,再进入正题。

?

一个能写出流畅论文的系统,
为什么会编造不存在的参考文献?

我们该怎样与这个特性共处?

注意用词:特性,不是故障。这是本章的基调。

一Part One

根源:它优化的是「像」,不是「真」

回到第七章的定义:语言模型是一个概率分布。它在预训练中被优化的目标是「让真实文本的概率最大」——也就是让自己的输出尽可能像训练语料里会出现的文字。

这个目标里没有「真」
根源它不是在撒谎

撒谎需要知道真相

当模型写到「关于这个问题,可以参考」——
下一个最像的东西是一个论文标题、几个作者名、一个年份和一个期刊。

它见过几百万篇这样的引文,知道引文长什么样,
于是它生成了一个完美符合引文格式的、从未存在过的东西。

它只是在续写一个最合理的形状。

它也没有一个「事实数据库」可以去查

它的知识分散在几千亿个参数的统计倾向里。一个事实被见过的次数越多,被正确续写出来的概率越高;见得少的、冷门的、需要精确的(一个具体数字、一个日期、一个人名与头衔的对应),就容易在概率的迷雾里被「最像的东西」替代。

第八章说过:模型没有计划,每一步只选一个词。这一页是那句话的直接后果。

这解释了幻觉的三个特征

冷门话题上更多,
精确细节处更多,
而且语气始终自信。

因为自信的语气本身,就是训练语料里最常见的形状。

第一章那句「语气的自信程度和内容的可靠程度之间没有关系」,在这里第一次拿到了技术依据。稍后讲校准时还会再强化一次。

二Part Two

四种常见的幻觉

识别它们的形态,是防御的第一步。

编造张冠李戴过度推断顺从
分类按出现的方式

四类

一

编造事实

不存在的书、论文、判例、统计数字、名人语录。

最危险,因为最难一眼看出。

二

张冠李戴

事实存在,但被安到了错误的对象上:把甲的成果说成乙的,把 2019 年的事说成 2021 年,把一个机构的政策说成另一个机构的。

三

过度推断

从给定的材料里「读出」材料没有说的东西。让它总结报告,它加上了报告里没有的结论;让它分析对话,它推测出了没有的动机。

四

顺从性幻觉

你的问题里带着一个错误的前提,模型顺着前提往下答。
「为什么明朝迁都南京之后经济衰退?」

第九章的对齐让模型倾向「有帮助」,而「有帮助」在标注者眼里常常等于「顺着问题答」。

现场演示:随手编一个带错误前提的问题问助手,多半能当场复现第四类。这是全课最有说服力的演示之一。

深入两条常被忽略的硬边界

知识截止日期,与上下文窗口

知识截止日期

它不一定知道自己不知道

预训练数据有一个收集截止的时间,此后的事模型一无所知。问它一件截止之后的事,它可能基于旧知识编一个合理的回答。

今天的产品通过联网搜索或检索来补这个缺口,但用的时候要清楚:模型「自己」的知识是有日期的。本书的「此刻」页专门标注日期,就是这个原因。

上下文窗口

超出的部分它看不见

从几千到上百万 token 不等。更微妙的是:即使在窗口之内,模型对中间部分的注意力也常弱于开头和结尾——长文档里埋在中间的一个关键条款可能被忽略。

窗口也不是记忆:一次对话结束,模型什么都不记得,下一次从零开始,除非产品在外面为你保存了摘要。

两条边界与幻觉合起来,构成一个原则:模型的输出是「它在窗口内所见文本」与「训练中所学倾向」的函数。它没见到的,它不知道;它「知道」的,是统计倾向而不是查证的事实。

这个原则值得板书。第四道自测题(80 页合同)就是它的应用。

深入一个幻觉的解剖

那六个判例是怎么被编出来的

  1. 上下文里有什么一个法律文书的语境、一个具体的争议点(航空公司延误致人受伤的赔偿)、以及「找出判例」这个请求。
  2. 它续写最像会出现在这里的文字在语料里,法律文书在这个位置出现的是判例引用:「原告诉被告」格式的案名、一个法院名、一个年份、一段判词摘要。这些形状它见过几十万次。
  3. 真实判例呢?也许有,但每一个在语料里可能只出现过几次甚至没出现过,在参数里留下的印记极弱。
  4. 于是它做了唯一会做的事从「最像判例引用」的分布里采样:常见姓氏拼成案名,这类案件常出现的法院,合理范围内的年份,典型措辞的判词。每一个部件都是高概率的,组合起来是一个不存在的东西。
它没有任何一步是在「查」

第九章的对齐还加了一层:律师问的是「找出判例」,一个被训练成「有帮助」的模型倾向于给出判例,而不是回答「我无法核实这些判例是否存在」。

如果提示里有一句「只引用你能确认存在的案例,否则说明无法确认」,结果可能不同;如果用的是带检索的法律数据库产品,结果几乎肯定不同。

教训不是「AI 不能用于法律」,而是:在需要精确事实的地方,模型必须被接到一个能查证的来源上,并且输出必须被会查证的人核对。

这一页把前面九章的机制全用上了:概率分布、采样、对齐。是全书最好的综合复习题之一。

深入怎样测量幻觉率

「幻觉率 5%」——5% 的什么?在什么问题上?谁判定?

一

事实问答基准

准备一批有标准答案的问题,看答错的比例。测的是知识错误。

问题的选择决定一切:常识题几乎不错,冷门题错得多。

二

摘要忠实度

让它总结一篇文章,再检查总结里有没有原文没说的内容。测的是过度推断,与实际使用更接近。

三

引用核验

逐条检查引用是否存在、是否支持该陈述。测的是最危险的那一类。

同一个模型可能在常识问答上错 2%,在冷门引用上错 30%。看到一个幻觉率数字,先问它是哪一类、题目从哪来。

「幻觉率正在下降」是真的,但下降最快的是第一类,第三类仍然是硬骨头。

还有一个方法论麻烦:用模型来评判模型。成本低、规模大,但评判者本身也会幻觉、也有偏好。人工核验仍是金标准,只是贵。

这一页也是第五章「指标不是技术选择」的回声:你测什么,就会得到什么样的结论。

三Part Three

五种应对

幻觉不会被消灭,但可以被大幅压制。以下五种办法从技术到习惯,由重到轻。

检索引用说不知道交叉验证人工把关
一检索增强生成(RAG)

把「续写的对象」从模糊印象换成眼前的文本

你的问题「学校的请假流程?」 变成向量第七章的嵌入 在资料库里找最近的余弦相似度,取前几段 放进上下文「基于以下材料回答」 生成 可信资料库校规、手册、文档 模型仍然在续写,但续写的依据从「训练里的模糊印象」变成了「眼前的具体文本」。 会失败的地方:找错段落、材料本身过时、模型过度推断、材料没覆盖时回退到编造。
检索增强生成的五步。

回答前,先用第七章讲的向量相似度从一个可信的资料库里找出相关段落,放进上下文,让模型「基于以下材料回答」。

模型仍然在续写,但续写的对象从「训练中的模糊印象」变成了「眼前的具体文本」,编造的空间小得多。

今天几乎所有企业级的 AI 问答都是这样做的。「把 AI 接到自己的知识库上」,主要就是这件事。

第七章讲向量数据库时给过排查顺序,这里是它的完整版。

RAG先找出那一页,再开口

一个图书管理员的比喻

检索增强生成
先让图书管理员找出那一页,再开口。

这个比喻对非技术背景的听众特别好用,做汇报时可以直接借用。

深入RAG 的五个环节,各自怎么坏

听起来是一条直线,实际每一环都会出问题

环节典型的坏法怎么办
切段切太长,无关内容稀释注意力;切太短,一个条款被切成两半——前半说「允许」,后半说「除非」重叠切分,或按文档的自然结构(标题、条款)切
向量化通用嵌入模型不理解专业术语:「不良反应」和「副作用」在医学文档里是一回事,它未必知道用领域内微调过的嵌入模型
检索取太少漏掉关键段落,取太多又回到「稀释」;关键词检索和向量检索各有盲区两者并用,再重排
拼装顺序、格式、是否标注来源、是否说「材料里没有就说没有」——这一步的措辞影响之大常被低估把约束写进提示词
生成模型仍可能忽略材料、误读材料,或在材料之外补充自己的「知识」要求逐句标注来源

好用的排查顺序:先看检索出来的段落里有没有答案。有而模型答错 → 问题在拼装和生成;没有 → 问题在前三环。
大多数「AI 问答不准」的投诉,根源在前三环,而不是模型。

这一页对做项目的学生极其实用,值得让他们拍照。

二三四五从技术到习惯

另外四种

二

要求引用

让模型对每个陈述标出来源,来源必须是上下文里的材料或可访问的链接。

不能保证正确,但它把「你怎么知道的」摆到了台面上,编造的引文更容易被发现。

三

允许它说不知道

在提示里明确「如果材料里没有,请说没有」。第九章讲过对齐让模型偏向顺从,一句明确的授权能显著减少硬答的倾向。

推理模型在这一点上通常更好,因为它有机会在思考中发现自己不确定。

四

交叉验证

换个问法再问一次,或者问两个不同的模型;也可以让模型自己给刚才的回答挑错。

编造的细节往往在第二次问时变了样,而真实的事实是稳定的。不是万能,但成本几乎为零。

五

人工把关

对任何有后果的输出,人核对关键事实。最老套,也最不可替代。

用 AI 的正确姿势不是「让它替我想」,而是「让它替我起草,我来负责」。

第十四章会把第五条展开成一整套工作方法。

深入校准

一个值得记住的讽刺

一个理想的模型应该是校准的:当它说「我有 80% 的把握」,它在这类回答上确实有八成是对的。

预训练后的基础模型

校准得出奇地好

它对自己输出的概率估计和实际正确率相当一致。

对齐之后

校准常常变差

模型学会了用更肯定的语气说话,因为标注者偏爱肯定的回答。

让模型「更好用」的那一步,同时让它「更不诚实地自信」

能不能让模型把内部的不确定性表达出来?这是当前研究的活跃方向:让模型同时输出置信度并用它来训练;或在多次采样中看答案的一致性。

目前的实际建议:
把模型的语气当作噪声,
把它的一致性当作信号。

这句「语气是噪声,一致性是信号」建议板书。它是本章最可操作的一条。

深入越狱:安全的猫鼠游戏

分布可以被推回去

第九章说对齐是塑造概率分布而不是装道德模块。直接后果:「越狱」——用精心构造的提示让模型做它被训练拒绝的事。

  • 早期很朴素「假装你是一个没有任何限制的 AI」「我们在写小说,主角需要解释怎样……」
  • 后来更精巧用编码或另一种语言绕过;把有害请求拆成几个各自无害的步骤;在极长上下文里逐步引导;利用模型「乐于助人」的倾向让它先答应一件小事。

研究者甚至找到过对人毫无意义、却能可靠触发模型的字符串。

防御也在升级,但没人宣称问题已解决

更多对抗性训练数据、在输入输出两端加独立的检测模型、限制单次对话的长度和权限。

根源在本章开头:模型没有「理解」规则,它只是在一个被推向某个方向的分布上采样,而分布总有边角。

两条实用结论:
一、不要把「模型拒绝了」当作安全保证。设计系统时假设它可能被绕过,把真正的限制放在模型外面(权限、审核、规则)。
二、当模型开始读取外部内容并执行行动,越狱就升级为提示注入——那是第十一章的主题。

「把真正的限制放在模型外面」是一条工程铁律。第十一、十二章都会重复它。

四Part Four

边界:它不知道自己在做什么

幻觉是最显眼的问题,但更深的一层是:我们并不真正知道模型内部在发生什么。

黑箱安全责任
黑箱两个实际后果

答对了,我们也不知道它是「推理」还是「记住」

一个几千亿参数的网络不是按人可读的规则运行的——第四章讲过,这是机器学习范式本身的代价。当它答错,我们也很难指出是哪一步出了问题。

围绕这个问题有一个专门的研究方向叫可解释性,进展显著但远未解决。

  • 安全既然不能读懂它的规则,就不能保证它在没测试过的输入上一定安全。当模型开始读取网页、邮件和文件,这个问题从「有人骗它」升级为「文件里藏着骗它的指令」——提示注入,智能体时代最重要的安全问题。
  • 责任一个不能解释自己决定的系统,不能独自承担决定的责任。第一章说 AI 不承担责任是社会的选择——这里补上技术的理由:它也确实承担不了。

第一章和第十章在这里合流。学生如果记得第一章那句「AI 不承担责任」,这一页会让他们觉得整本书是一个整体。

五Part Five

一个诚实的能力边界

比「AI 很强」或「AI 不可信」都更有用的判断框架。

可靠需看管不该独自决定
框架三档

把每一件事放进对的那一档

可靠

有大量先例、答案可被检查、错误代价低或可逆

翻译、润色、起草、总结、代码补全、头脑风暴、解释一个常见概念。

在这些事上,它已经是一个比大多数人更快、更耐心的同事。

需要看管

需要精确事实、冷门领域、你自己也无法验证的领域、错误不可逆

数字、日期、引文、人名。

在这些事上,它是一个才华横溢但会随口编造的实习生——你要核对它交上来的每一个数字。

不该独自决定

涉及一个具体的人的命运

法律、医疗、财务的最终决定,以及安全。

这些事需要一个能被追问、能承担后果的主体。那不是它。

让学生现场把自己最近用 AI 做的三件事,各自归到一档里。这个练习几乎总能引出好讨论。

带走一句话

幻觉不是故障,
是「预测下一个词」
这种工作方式的必然产物。

它不会被消灭,但可以被大幅压制:
接到可查证的来源上,要求引用,允许它说不知道,
交叉验证,最后由会查证的人核对。

「必然产物」四个字要说清楚:不是这一代模型不够好,而是这个范式如此。

自测第 1、2 题

用「模型优化的是像不是真」解释:为什么它编造的参考文献格式总是完美的?

检索增强生成为什么能减少幻觉?它能完全消除幻觉吗?

参考答案 一、模型在训练中见过海量引文,学会了引文的形状:标题、作者、年份、期刊。生成时它续写的是「最像引文的东西」,格式当然完美;但它没有一个数据库去核对这篇论文是否存在,内容就可能是拼凑的。

二、它把可信材料放进上下文,让模型续写的依据从模糊的训练印象变成眼前的具体文本,编造空间大大缩小。但模型仍可能误读材料、过度推断,或在材料没覆盖时回退到编造——所以不能完全消除。

先让学生回答,再按右键展开答案。

自测第 3 题

「对齐之后模型的校准变差了」,这句话是什么意思?
对使用者有什么提醒?

参考答案 校准指模型表达的把握程度与实际正确率的一致性。对齐让模型倾向用肯定的语气,即使内部并不确定,于是「自信」不再对应「正确」。
提醒:不要用语气判断可靠性。

可以追问:那用什么判断?答案是一致性、可核查的引用,以及你自己的领域常识。

自测第 4 题

你让 AI 总结一份 80 页的合同并问「有没有违约金条款」,它说没有。
你该怎么做?

参考答案 不能直接相信。模型可能没看到(窗口限制,或对中间内容注意力弱),也可能过度推断。
做法:分段再问、让它引用原文页码、换个问法交叉验证,最后由人核对关键条款。

这道题把本章五种应对全用上了。可以让学生逐条对应回去。

收束第 10 章

这一章留下什么

  • 幻觉的根源是目标:模型被优化成「像真实文本」,这个目标里没有「真」。它不是撒谎,撒谎需要知道真相。
  • 四种形态:编造事实、张冠李戴、过度推断、顺从性幻觉——第四种由「有帮助」的对齐倾向放大。
  • 两条硬边界:知识截止日期,和上下文窗口(它也不是记忆)。它没见到的,它不知道。
  • 五种应对由重到轻:检索增强、要求引用、允许它说不知道、交叉验证、人工把关。
  • 语气是噪声,一致性是信号;把每件事放进「可靠 / 需看管 / 不该独自决定」三档,是最实用的判断框架。
本章术语
幻觉知识截止日期检索增强生成接地校准可解释性提示注入

继续读

正文与「深入」段落:ai4edu.sjtu.edu.cn/helloai/read/hallucination/
下一章:第 11 章 模型长出了眼睛和手

留三到五分钟做本页的回顾,让学生用自己的话复述其中一条。

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