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L'addestramento che fa la differenza: dal rinforzo al ragionamento

La serie ha aperto la macchina - il Transformer, il suo montaggio, le architetture e le loro evoluzioni - e ha mostrato che il meccanismo è lo stesso per tutti i modelli. Ma chi usa i modelli di linguaggio sa che non sono tutti uguali: la stessa architettura può produrre un assistente ordinato e un ragionatore ostinato. Che cosa li separa? Non i pezzi: l’addestramento. Questo pezzo racconta le quattro fasi che trasformano uno scheletro identico in modelli dal carattere diverso, e chiude la promessa fatta nel primo pezzo: Turing, nel 1950, immaginò una macchina istruita con premi e punizioni, e la serie aveva promesso di finire lì. Finisce esattamente lì.

Il preaddestramento: imparare a predire

La prima fase insegna una cosa sola: predire il prossimo token su un corpus enorme. Il modello impara il sapere - la lingua, i fatti, i modi - ma continua il testo: non risponde, prosegue.

La prima fase si chiama preaddestramento: è la fase che la serie ha descritto fin qui - il modello riceve miliardi di testi e impara a predire il prossimo token. È lo stesso meccanismo del pezzo sul Transformer - leggere una sequenza, allungarla di un token - solo su una scala enorme. Alla fine di questa fase il modello sa: conosce la lingua, i fatti, i modi di dire, le strutture, perché li ha visti milioni di volte. È il sapere, non il comportamento.

Il limite si vede subito. Un modello appena preaddestrato non risponde a una domanda: continua il testo. Se gli date «Qual è la capitale della Francia?», prosegue come se fosse una frase da completare, o fa domande, o vaga. Sa tutto e non fa niente di quello che gli chiedete. Il preaddestramento dà il materiale; manca la forma.

L’istruzione: imparare a rispondere

La seconda fase insegna la forma: su coppie di domanda e risposta, il modello impara a obbedire invece di continuare. È l’istruzione supervisionata, e da qui inizia l’allineamento.

La seconda fase si chiama istruzione supervisionata - nel gergo, SFT, supervised fine-tuning. Si prende una raccolta di coppie di istruzione e risposta - scritte da umani, curate - e si riallena il modello su di esse. La differenza con il preaddestramento è sottile e decisiva: le etichette non sono più il token successivo qualunque, sono la risposta giusta a una richiesta. Il modello impara la forma: quando qualcuno chiede, si risponde. Da qui inizia ciò che il settore chiama allineamento - il processo che rende il modello utile, onesto e innocuo, o almeno lo tenta.

Il lavoro che formalizzò la ricetta è InstructGPT, del 2022: un GPT-3 riadattato a seguire le istruzioni, con risultati molto migliori del modello di partenza a parità di architettura. È la prova che il carattere non sta nei pezzi: sta nell’addestramento.

Il rinforzo da preferenze umane

La terza fase aggiunge il gusto: persone classificano le risposte, un modello di ricompensa impara la classifica, e il modello viene addestrato a produrre risposte preferite. È il rinforzo del primo pezzo, applicato al linguaggio.

La terza fase riprende l’idea più antica della serie: l’apprendimento per rinforzo del primo pezzo - la macchina-bambina di Turing, la routine di Samuel. Per il linguaggio il rinforzo ha bisogno di una ricompensa, e quella fatta di preferenze umane si costruisce così. Un gruppo di persone classifica le risposte del modello - questa è migliore, questa è peggiore. Da quelle classifiche si allena un secondo modello, il modello di ricompensa, che impara a prevedere quale risposta piacerà. Poi il modello principale viene addestrato a massimizzare quella ricompensa: è il rinforzo da preferenze umane, in sigla RLHF.

Il meccanismo ha un pregio e un limite, entrambi chiari. Il pregio: il modello impara a produrre ciò che le persone preferiscono, e la qualità percepita sale molto. Il limite: la ricompensa è un gusto, non un fatto - il modello di ricompensa può essere ingannato, e il modello principale può imparare a soddisfare la classifica invece che la richiesta. Per i compiti dove la risposta giusta esiste e si può verificare, la strada è più diretta.

Il rinforzo con ricompense verificabili: i modelli che ragionano

Per matematica e codice la ricompensa non è un gusto ma un fatto: la risposta giusta, il test che passa. Il rinforzo su ricompense verificabili ha fatto emergere una capacità che nessuno aveva addestrato di proposito: pensare a lungo prima di rispondere.

La soluzione di un’equazione è giusta o sbagliata; un programma supera i test o no. Per questi compiti il rinforzo può usare una ricompensa verificabile - il rinforzo con ricompense verificabili, RLVR nel gergo: nessun classificatore umano, nessun modello di ricompensa, solo il fatto. Da questo addestramento è arrivata la novità che ha cambiato il settore.

Il rapporto di DeepSeek-R1 documenta il fenomeno con una trasparenza rara: addestrando con il solo rinforzo su ricompense verificabili, il modello ha cominciato a pensare prima di rispondere - a scrivere catene di ragionamento interne, a verificare i propri passaggi, a riflettere a lungo, con una frase che i ricercatori riportano nel rapporto: «Aha, ci sono arrivato!». È l’emergere dei modelli di ragionamento: invece di rispondere subito, dedicano centinaia o migliaia di token a ragionare prima della risposta. È la famiglia a cui appartengono molti modelli di oggi, a partire da DeepSeek R1.

La lunghezza della risposta è il sintomo; la sostanza è che la capacità di ragionare a catena non era stata addestrata direttamente. Nessuno aveva insegnato al modello a pensare passo per passo - era emersa dal rinforzo, come la strategia migliore per ottenere ricompense verificabili. È l’esempio più forte, nella serie, della tesi del primo pezzo: invece di scrivere le regole, si lascia che emergano dagli esempi - o, qui, dalle ricompense.

Il dibattito sull’emergenza

La parola «emergenza» è contestata: c’è chi sostiene che le capacità emergenti siano un artefatto di misura, non un salto di natura. Il dibattito è aperto, e la serie lo dichiara.

La parola che descrive il fenomeno - emergenza - è al centro di un dibattito che la serie non può tacere. Un lavoro del 2023, dal titolo programmatico Are Emergent Abilities of Large Language Models a Mirage?, sostiene che molte cosiddette capacità emergenti sono un artefatto di misura: compaiono come un salto improvviso solo perché le metriche usate sono non lineari, e spariscono con metriche diverse. Altri lavori rispondono che alcune capacità emergono davvero, e che il fenomeno non si riduce alla misura.

La posizione di casa è la regola di questo blog: quando il dibattito scientifico è aperto, lo si dice. Questo pezzo può raccontare che il rinforzo su ricompense verificabili produce modelli che ragionano - lo mostrano i rapporti e le misurazioni - e deve dichiarare che la parola «emergenza» è contestata, e che non esiste oggi una spiegazione condivisa di che cosa, esattamente, è emerso e perché.

Potete vedere il carattere cambiare: il widget qui sotto fa passare lo stesso prompt - la richiesta scritta al modello - di fase in fase dell’addestramento. Le risposte sono una simulazione dichiarata - il modello vero non sta nel browser - ma la differenza di carattere è quella del pezzo: il preaddestrato continua il testo, l’istruito risponde, il rifinito aggiunge il gusto, il rinforzato ragiona prima di rispondere.

Lo stesso prompt, quattro fasi dell'addestramento. Cambiate fase e guardate come cambia il carattere della risposta.

La promessa del primo pezzo

Turing immaginò nel 1950 una macchina istruita con premi e punizioni. A tre quarti di secolo di distanza, i modelli di ragionamento sono addestrati esattamente così: una ricompensa verificabile, e la capacità di pensare che emerge da sola.

La serie è cominciata con una promessa: il primo pezzo diceva che Turing, nel 1950, aveva descritto senza chiamarlo così il programma di ricerca dell’apprendimento - la macchina-bambina istruita con punizioni e ricompense - e che la serie si sarebbe chiusa lì. Il rinforzo con ricompense verificabili è esattamente quel programma, applicato alla scala moderna: la storia è tornata al suo inizio, come Turing aveva immaginato.

E la lezione che attraversa tutti i dieci pezzi è una sola, la prima che la serie ha detto: si possono scrivere le regole, o si può far apprendere. I modelli di linguaggio di oggi sono la prova che la seconda strada funziona fino in fondo - dal neurone di carta del 1943 al modello che pensa prima di rispondere, passando per premi e punizioni.

I concetti che questo articolo introduce

Cinque voci coprono le quattro fasi dell’addestramento e la svolta del ragionamento.

Concetto Ambito Che cos’è Si lega a
Preaddestramento machine-learning La prima fase: predire il prossimo token su un corpus enorme; il modello impara il sapere ma continua il testo invece di rispondere usa la retropropagazione e il meccanismo del modello di linguaggio; precede l’istruzione supervisionata
Istruzione supervisionata machine-learning La seconda fase: riaddestrare il modello su coppie di istruzione e risposta, perché impari a obbedire invece di continuare; è l’inizio dell’allineamento segue il preaddestramento; è un caso di apprendimento supervisionato; prepara il rinforzo da preferenze umane
Rinforzo da preferenze umane machine-learning Il rinforzo la cui ricompensa è un gusto: classifiche umane, un modello di ricompensa, e l’addestramento a produrre risposte preferite è un caso di apprendimento per rinforzo; si contrappone al rinforzo con ricompense verificabili
Rinforzo con ricompense verificabili machine-learning Il rinforzo la cui ricompensa è un fatto: la risposta giusta, il test che passa; da qui emergono i modelli di ragionamento è un caso di apprendimento per rinforzo; produce i modelli di ragionamento; richiama la macchina-bambina di Turing
Modelli di ragionamento machine-learning I modelli che pensano a lungo prima di rispondere, con catene di ragionamento interne, addestrati con ricompense verificabili derivano dal rinforzo con ricompense verificabili; la loro capacità è al centro del dibattito sull’emergenza

Fonti

Le affermazioni portanti vengono dai paper e dai rapporti citati, letti per questo pezzo; i rapporti di DeepSeek e Qwen sono già in Fonti dei pezzi precedenti.