Google 提出 Nested Learning:打破架構與演算法界限,專治大模型「健忘症」
Google Research 提出機器學習新範式 Nested Learning,試圖解決大模型的災難性遺忘問題。該方法將網路架構與最佳化演算法統一為按不同頻率更新的巢狀最佳化問題,並據此設計出自修改架構 Hope,在長文本與常識推理評測中表現優於標準 Transformer。
人類學了新技能,不會轉頭就把昨天的記憶全忘光;但今天的 AI 卻經常這樣。
現在的語言模型,要麼只能死記預訓練時見過的靜態資料,要麼全靠當前對話窗口裡的上下文。一旦試圖給它塞新資料做持續微調,模型往往會出現「災難性遺忘」,學了新的、丟了舊的。
Google Research 公佈了一項發表在 NeurIPS 2025 上的新研究,提出了名為 Nested Learning(巢狀學習)的全新機器學習範式,試圖從根本上解決這個問題。
把網路結構和訓練演算法看成同一件事
過去十幾年,機器學習界一直有個心照不宣的分工:設計模型的架構師管網路怎麼搭,演算法工程師管最佳化器怎麼調。兩者被當成兩碼事來研究。
Google 研究團隊認為,這種割裂正是持續學習做不好的根源。在巢狀學習視角下,網路架構和最佳化演算法本質上是同一種東西,它們只是一組巢狀在一起、同時執行的多層級最佳化問題。
每個層級都有自己的資訊流,區別只在於權重更新的頻率快慢。更新極快的成了即時上下文,更新極慢的成了長期記憶。
順著這個思路,研究團隊發現最佳化器本身也可以看作一種聯想記憶模組。很多傳統最佳化器依賴簡單的點積相似度,遇到不完美的資料容易不穩定。如果把最佳化目標改換成更標準的 L2 迴歸損失,核心概念如動量(Momentum)就會對髒資料具備更強的抵禦能力。
連續記憶系統與自修改架構 Hope
在標準 Transformer 裡,記憶結構非常兩極化:序列模型負責當下的短期記憶,前饋網路負責存預訓練帶來的長期記憶,中間是一片空白。
巢狀學習則提出了「連續記憶系統」(CMS),把記憶打造成一個由不同更新頻率組成的光譜。
為了驗證這一套理論,團隊基於此前聚焦驚喜度長記憶的 Titans 架構,設計了一個名為 Hope 的概念驗證原型。Titans 只有兩級引數更新,而 Hope 是一種自修改迴圈架構。
Hope 能利用無界的上下文學習層級,通過自引用過程來持續最佳化自身的記憶,形成無限迴圈的學習層級。在公共語言建模基準、常識推理以及測試長文本記憶的大海撈針(NIAH)實驗中,Hope 都取得了更低的困惑度和更高的準確率。
為什麼重要
對開發者和研究人員來說,這是一次對深度學習底層認知的大膽翻新。如果這種架構能走向實用,未來的模型可能不再需要動輒幾千卡重新預訓練,或者靠複雜的外部外掛記憶系統打補丁,而是能像生物大腦一樣,在互動中無痛更新自己的核心知識。不過,目前 Hope 還只是 NeurIPS 上的概念驗證架構,普通開發者短期內還沒有現成的工具鏈去直接呼叫它。
對整個行業而言,這項研究切中了當前大模型最大的軟肋之一:靜態權重與動態真實世界之間的割裂。行業一直在長上下文視窗和外掛 RAG 之間搖擺,但這兩種方案的算力成本都極高,Nested Learning 試圖在模型原生架構內部建立多速率更新機制,為下一代端到端持續自進化模型指了一條新路。
我們認為,Google 這篇研究最聰明的地方在於把「模型長什麼樣」和「模型怎麼學」融合成了一套統一的數學框架,視角極其優雅。但它的潛在隱患同樣明顯:自修改網路和無限巢狀最佳化的工程複雜度極高,在規模繼續擴大到千億引數時,能否保證訓練收斂不發散、多層更新如何避免狀態混亂,都需要在真正的超大規模工業場景裡重新交卷。
來源 (1)
- research.google(在新分頁開啟)原文research.google