思維經濟學:多 Agent 提示詞優化解析

@neural_avb
英語1 個月前 · 2026年6月05日
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TL;DR

哈佛研究人員推出了「思維經濟學」框架,讓 AI Agents 在模擬市場中參與競標,藉此優化其提示詞與協作能力,進而在數學與科學研究領域產生湧現行為。

醒醒吧寶貝,哈佛又出新論文了:經濟心智(Economy of Minds, EOM)。 他們打造了一個去中心化的多智能體系統,讓這些 Agent 能透過市場機制(拍賣、支付、財富累積)來協作並隨時間自我進化。

他們報告指出,這樣的環境已經催生出湧現性的多步推理能力,並在多項代理任務中有出色表現!

注意:本文由 AVB 在 Paper Breakdown 框架內使用 GPT-5.2 撰寫。

為什麼我該在意這個東西?

如果你正在建構多智能體系統來完成特定任務,那這篇論文就是為你而寫的。 目前大多數多智能體技術棧仍高度依賴手動設計的編排——你(開發者)得親自寫明確的提示詞和狀態機圖表,手動定義「誰在何時做什麼」。

長期任務需要根據任務的狀態和進度切換不同的角色。而設計一個能最優化切換系統提示詞,讓任務總能持續推進的系統,幾乎永遠是最佳做法。

這篇論文的目標正是要做到這件事。給定一個任務,如何產生一個最佳化的多智能體群體,讓每個 Agent 都具備明確的指示,知道「要做什麼」以及「何時該做」。

而且他們用了一個非常特別又有趣的方式來實現——模擬一個市場系統,從外部控制 Agent 如何進化。

這種優化的最終產物,是一組專業化的 Agent,以及一個智慧路由機制來決定如何解決任務。

當我們把具備基本行動能力的簡單 Agent,放進一個複雜的多智能體情境中,你覺得會發生什麼事?複雜行為會自動湧現,因為這些簡單 Agent 開始圍繞情境中其他 Agent 帶來的不確定性,來優化自己的「生存策略」。這就是整個概念最精彩的地方。

順帶一提,「行為從多智能體情境中有機湧現」這個理論並不是新概念。甚至一些較早期、在大型語言模型問世前的多智能體研究也曾指出這一點,例如著名的 OpenAI 捉迷藏論文。

https://openai.com/index/emergent-tool-use/

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雖然這篇論文讓我想起一些早期多智能體論文的想法,但還是有一些需要注意的地方。以下幾點很重要:

  • 這篇論文並非訓練 Agent 來實現財務獨立,或執行交易、拍賣!
  • 事實上,這是一種新演算法,用來在常見的可驗證環境中最佳化 Agent,例如數學題、加速器程式碼優化、深度搜尋、科學研究等。
  • 大多數情況下,Agent 甚至不知道自己在這個市場模擬器中。 這是一個外部系統,負責控制 Agent 如何進化(以及哪些 Agent 被淘汰)。

Agent 在拍賣中競標,以贏得在這些目標環境中執行一步行動的權利。

贏得拍賣會從其錢包中扣除競標金額,然後他們就能「進入」該環境,採取實際行動,將環境從步驟

t

推進到步驟

t+1。

未來在同一環境中採取行動的 Agent,會將其競標金額支付給上一個 Agent(也就是上一次的得標者)。

重複這個過程一段時間後,最富有的 Agent 最終會擁有在目標環境中表現最佳的策略。

這對於長期信用分配和進化式提示詞優化演算法來說,是一個非常有趣的觀點。讓我們從頭開始解析這個演算法,真正理解他們在做什麼。

方法

在這篇論文中,Agent 並非單獨訓練的神經網路。每個 Agent 基本上是一個由提示詞驅動的大型語言模型策略,包含:

  • 提示詞(一個系統提示詞 / 指令模板,定義其「角色」和流程)。這個角色會根據我們正在優化的目標環境而改變。例如,對於數學任務,他們分配的角色是:規劃者、執行者、驗證者;對於加速器設計任務則是:歷史學家、規劃者、執行者
  • 觸發/喚醒條件,決定何時有資格在拍賣中競標。
  • 一個(固定的)競標價格,用於拍賣。
  • 一個財富變數,會隨時間變化並驅動篩選機制。

然後,EOM 在兩個耦合的循環中運作:

  1. 規劃(在單個 Episode 內): Agent 在每一步拍賣行動權,並透過接力式(bucket-brigade) 支付規則更新財富。
  2. 適應(跨多個 Episodes): 群體透過純粹由財富驅動的探索與利用機制進化提示詞

EOM 的最終目標(最終交付物)是一組 Agent。每個 Agent 都有自己關於如何在特定環境中行動的系統提示詞,以及何時行動的策略。給定一個新問題時,Agent 會競標誰來行動、執行行動,並重複這個過程直到找到解決方案。

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循環一:收集經驗 + 執行拍賣

在一個 Episode 的每個環境步驟中:

  1. 根據目標環境的當前觀察狀態,每個 Agent 執行其提示詞,判斷是否應該「喚醒」。喚醒僅僅意味著參與下一步驟的拍賣。
  2. 決定喚醒的 Agent 會自動提交其固定的競標價格。之所以是固定價格,是因為這些競標價格在初始化時就已設定好(也就是說,Agent 不會試圖聰明地分配投標金額)。
  3. 出價最高的 Agent 就是拍賣的贏家!他們會立即損失競標的金額,但獲得了環境的控制權。
  4. 得標的 Agent 會在目標環境的當前狀態下採樣一個行動。這通常意味著執行目標環境的下一個步驟,將時鐘從 s_t 推進到 s_t+1。
  5. 環境發生轉變並產生一個獎勵 r_t。
  6. 使用接力式(bucket-brigade)信用分配進行財富轉移! 會發生兩件事:a) 新的得標者將其競標金額支付給上一位得標者;b) 新的得標者還會將環境獎勵 r_t 收入其錢包

對於第一位得標者,其支付對象是「莊家」(而非另一個 Agent)。

  1. 在下一步,整個循環在更新後的環境上重複。然而,Agent 會根據最新的觀察(從 s_t+1 獲得)來決定是否「喚醒」,而此次拍賣的得標者會將其競標金額支付給上一次拍賣的得標者。這筆競標金額會加入上一位得標者的錢包。
  2. 如果在任何時候,某個 Agent 破產,它就會被淘汰。此外,如果一個 Agent 只是坐擁錢包而拒絕參與,其錢包也會隨時間退化,最終仍然會破產。這為整個過程增添了緊迫感。
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現在,許多環境不會給出中間獎勵,只會在整個 Episode 結束後產生一個獎勵。在傳統強化學習中,這正是臭名昭著的「信用分配問題」的根源。基本上,如果一個長長的行動鏈最終導致了一個好的獎勵,你該如何將部分功勞分配給這個鏈條中的每一步呢?

這個方法正是利用「把你的競標金額支付給上一次拍賣的贏家」這個規則來解決這個問題。

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這個設計決策與價值的反向流動相關,產生了一個關鍵後果:一個 Agent 可以透過將系統移動到一個狀態,讓後續的 Agent 願意「支付其競標金額」來接管,從而獲利。這就形成了跨軌跡的去中心化信用分配。

如果你的行動促成了有價值的未來行動,後續的 Agent 會透過競標來「買下」你的後續發展權,因此即使你的行動步驟沒有直接獲得獎勵 r_t,你仍然會得到回報。

接下來,在 Episode 執行完畢後,就該更新策略了。

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循環二:進化 Agent

在 Episode 終止後,會使用經濟選擇提示詞突變機制來更新 Agent 策略群體。基本上,我們會修剪掉目前貧窮的 Agent,並讓富有的 Agent 進行突變以進入下一輪。

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請記住,財富低的 Agent 表現不佳是因為他們要嘛:

  • 沒有參與拍賣(過於被動)
  • 參與了,但採取的行動導致了未來的糟糕狀態,使得其他 Agent 不願繼續參與

在我們剔除這些表現不佳的 Agent 後,我們會添加新的 Agent,直到群體規模達到約束條件。新增來源有兩個:

  • 利用: 選取富有的「父代」Agent,並輕微突變它們的提示詞,以產生能保留有用行為但略有變化的子代。這能放大成功的策略並促進專業化。
  • 探索: 用透過修改提示詞而產生的新變體來取代破產/弱勢的 Agent,目的是修正失敗模式或探索不同的行為區域。

推理與實際部署:你到底該交付什麼?

你會交付一個單一的 Agent 嗎?一個最終的贏家?不!

在 EOM 中,你所「訓練」並最終「交付」來解決任務的,是一個社會/群體的 Agent,其中每個 Agent 都有自己的提示詞,以及自己本地的「何時行動」邏輯。

在評估時,他們明確地使用訓練好群體的一個執行緒本地副本進行評估,並使用喚醒策略來選擇哪個 Agent 行動。這個群體是「凍結」的(不再進行訓練)。

所有市場模擬的花招,例如錢包和財富轉移,都只是訓練時期的產物。一旦群體被最佳化,我們在推理時實際上不會使用它們。

請注意,當多個行動者同時想要「喚醒」時,競標系統仍然被用來決定誰應該在下一步「行動」。

**

一個解釋一切的案例研究

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請看上面的圖 5。它解釋了「經濟心智」這個概念應用到加速器設計任務時的酷炫之處。在加速器設計中,Agent 是按角色分工的:

  • 歷史學家: 總結之前的嘗試,記住有希望和失敗的方向。
  • 規劃者: 提出高層次的搜尋方向。
  • 執行者: 執行細粒度的局部評估。

環境獎勵是關於改善 GEMMINI ResNet-50 核心的 EDP(能量-延遲乘積)(EDP 越低越好)。

每個按角色分工的 Agent(歷史學家、規劃者、執行者)都攜帶財富,而這個財富隨著 Episode 的進行,變成了一個衡量其用處的即時積分板。

那些幫助產生新最佳記錄的 Agent 會累積財富。定期的租金會穩定地懲罰所有人(因此平庸的 Agent 會慢慢消亡),一旦財富低於零,該 Agent 就會破產並被移除。

與此同時,最富有的 Agent 會產生突變的「優生」後代(利用),而最弱的 Agent 則會產生經過修改的「劣生」後代(探索)。

在不同的核心上,市場壓力會自動發現哪個專家譜系實際上是有價值的。有時歷史學家風格的記憶會因繼承而產生偏差而崩潰,有時規劃者譜系會因為高層次搜尋方向是瓶頸而大量繁殖,有時多個角色會共存,因為它們是互補的。

換句話說,協調和信用分配是從簡單的激勵措施(財富流動、租金、生育、破產)中湧現出來的,從而產生了一個沒有中央系統的適應性群體!這正是為什麼這個方法感覺像是一種建構多智能體系統的酷炫方式。

論文強調的湧現行為 / 「頓悟時刻」

回想一下,對於特定的環境(比如數學任務),他們在初始化階段會為 Agent 注入特定的角色:規劃者、執行者、驗證者。一個擁有規劃者提示詞的 Agent 很可能會在 Episode 早期競標,而驗證者則可能在草稿解決方案就位後才進行競標。

儘管如此,這是理解這篇論文的一種直觀方式,但在實踐中,這並非正確的模型。閱讀 EOM 的一個有用角度是:他們並沒有硬編碼一個工作流程,而是設立了經濟規則,然後群體自我組織成行為,這些行為驚人地看起來像是學到的「演算法」和「制度」。

以下是論文報告的一些酷炫要點:

1) 信用分配成為一種市場訊號,選擇整個行動鏈

一個核心觀察是,效能之所以提升,是因為這個經濟體選擇了有用的行動鏈,複製它們,並刪除那些沒有貢獻的 Agent。因此,協調是篩選過程的一個湧現屬性,而非一個工程設計的協議。

這是一個「頓悟時刻」,因為它不僅僅是「Agent 使用了更好的提示詞」;整個系統在哪些 Agent 的序列在行動方面變得更好,也就是說,互動拓撲隨著時間推移而變得更加精煉。與 OpenAI 的 Hide-and-Seek 論文類似!

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2) 非單調的學習曲線:早期的混亂是「富有成效的」

在 Finance-Agent-Bench 上,他們明確注意到一個模式:EOM 早期會下降(因為探索在測試不同的專家),只有到後期才會恢復並超越初始表現。這有點像神經網路訓練中的「Grokking」現象(我猜?)。

無論如何,這是一個非常「市場化」的現象:作者說(意譯)「早期的更替和資源重新配置可能會暫時損害主要性能指標,同時它正在搜尋更好的專家/協調方式」

3) 財富軌跡顯示出主導的「譜系」,以及消亡的「劣生」

在加速器設計中,你可以清楚地看到有用的譜系持續存在,產生後代,並主導拍賣,而失敗的變體則破產並被移除。

換句話說,學習的單位不是一個 Agent 的提示詞:它是一個在財富篩選壓力下進化的提示詞家族樹

4) 無需模板即可發現可重複使用的領域結構(可遷移的啟發式規則)

一個特別引人注目的湧現行為:在最困難的加速器核心上,這個社會反覆收斂到一個特定的分塊/資料流模式(輸出固定風格),儘管:

  • 沒有被給予該模式作為模板,而且
  • 獎勵僅僅是「打破 EDP 記錄」(沒有像「使用輸出固定」這樣的標籤)。

因此,這個系統透過篩選學到了一項可重複使用的設計啟發式規則

5) 提示詞演化成簡潔的多步推理程序(自我審計「檢查清單」)

在科學研究中,他們報告了提示詞的演化,其中執行者內化了以前需要其他角色的工作,並且突變增加了越來越明確的自我檢查(原則優先、對稱性檢查、可行性檢查、替換以證偽)。

一個 Agent 變得更像一個通用文字生成器,而更像一個程序化模組,執行一套學到的科學推導程序。

6) 行動紀律:學會何時不要花費昂貴的行動(CloudCast)

CloudCast 是一個迭代程式碼最佳化任務,其中 Agent 社會必須改進一個 Python 程式,該程式設計一個多雲端廣播路由拓撲,以最小化總資料傳輸(出口)成本。這是他們的測試平台之一。

在這個 CloudCast 任務中,他們觀察到經濟體根據工作空間狀態選擇不同的工作流程形狀:

  • 接近高分 → 短「讀取-編輯-評估-提交」循環
  • 不確定/退步 → 更長的「編輯-建置-評估」循環

這是一種湧現的資源意識行為:一個社會層級的策略,用於決定何時謹慎行動 vs. 何時激進行動,而沒有中央控制。

請在此處閱讀完整論文:http://arxiv.org/abs/2606.02859

也歡迎查看 Paper Breakdown,這是我用來研究這篇論文的工具:http://paperbreakdown.com/abs/2606.02859

感謝閱讀!

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https://x.com/ZhentingQi/status/2062557667361792039

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