REASONING LLM LAB / 171

推理大模型可视化实验室

拆解 2026 年推理大模型的核心机制——思维链、测试时计算、过程奖励、思维树搜索、自洽性投票与推理蒸馏,以可交互 SVG 可视化呈现 o1/o3、DeepSeek-R1、QwQ、GPT-5 reasoning 的"慢思考"原理。

01

思维链推理 Chain-of-Thought

推理模型在给出答案前先输出一段中间推理步骤,将复杂问题分解为可验证的子步骤。点击"开始推理"逐步展开 CoT 链路,切换对比可观察"直接回答"与"思维链"的差异。

已完成步骤 当前步骤(脉冲) 待执行 直接回答(易错)
02

测试时计算 Test-Time Compute

推理模型在推理阶段花费更多"思考 token"通常能换取更高准确率,但边际收益递减、计算成本递增。拖动滑块调整思考预算,观察慢思考与快思考曲线的 tradeoff。

思考预算
慢思考(reasoning)准确率 快思考(直答)准确率 计算成本 当前预算标记
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过程奖励模型 Process Reward Model

PRM 对推理链中每一步打分,而非只评最终答案。绿色节点表示高分步骤、红色表示低分步骤。点击节点查看奖励分数,best-of-N 采样会沿最高累积奖励路径选择最优推理链。

高分步骤(>0.7) 中等(0.4-0.7) 低分(<0.4) 最优路径
04

推理模型架构对比

不同推理大模型采用不同训练范式与推理策略:o1/o3 走大规模 RL 学习"如何思考",DeepSeek-R1 用纯 RL(GRPO)从基础模型直接激发推理,QwQ 基于 Qwen2.5 长上下文 RL,GPT-5 reasoning 融合多范式。点击下方模型卡片切换。

05

思维树搜索 Tree of Thoughts / MCTS

蒙特卡洛树搜索将推理建模为搜索过程:选择(UCB)→ 扩展 → 评估 → 回溯更新价值。点击"单步搜索"逐步走完四个阶段,观察节点扩展与价值反向传播。

已访问节点 当前选择/扩展 评估中 回溯更新 未访问
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自洽性与多数投票 Self-Consistency

对同一问题采样多条独立推理路径,对最终答案做多数投票。正确答案往往被多条路径一致命中。调整采样数 N,观察答案分布与投票结果。

采样数 N
命中正确答案 多数票(采纳) 错误答案
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推理链压缩与蒸馏 Reasoning Distillation

教师模型(长 CoT,数千思考 token)的知识被蒸馏到学生模型(短 CoT)。学生学会精炼推理,token 数大幅下降而准确率接近保持。点击切换对比教师/学生推理链。

思考 token
4200 → 680
压缩 83.8%
准确率(MATH)
91.2% → 86.4%
仅下降 4.8 个百分点
推理延迟
12.4s → 2.1s
加速约 5.9×
08

推理模型评估基准 Benchmarks

雷达图对比推理模型在五大基准上的表现:AIME(奥数)、MATH(竞赛数学)、GPQA(研究生级科学)、Codeforces(竞技编程)、ARC-AGI(抽象推理)。下拉选择模型,雷达图动态更新。

数值为 pass@1 / Elo 归一化分数(0-100)