人工智能在复杂推理任务中的表现长期受制于逻辑漏洞问题——即便最终答案正确，中间步骤也可能漏洞百出。香港科技大学、上海人工智能实验室、浙江大学及香港浸会大学联合团队提出突破性解决方案，通过引入形式化验证系统，让语言模型在推理过程中接受"实时逻辑检查"，显著提升了推理严谨性。相关研究论文已发表于学术平台，其创新框架为AI推理能力升级开辟了新路径。
实验数据显示，当前主流模型在处理推理任务时存在严重隐患：当答案正确时，仍有39.3%的推理步骤存在形式化错误；答案错误时，错误比例更高达52.4%。这暴露出模型依赖模式匹配而非真正理解的本质缺陷。研究团队构建的双阶段训练体系，通过"监督学习+强化学习"的组合策略，将形式化验证深度嵌入推理全流程。在监督学习阶段，团队采用教师模型生成多版本推理链，并利用Z3求解器等工具将自然语言转换为可验证的逻辑代码，通过执行验证确保三者一致性；强化学习阶段则引入多层次奖励机制，对逻辑矛盾、代码错误等情况实施动态惩罚。
该框架在三大类推理任务中展现出显著优势。测试集涵盖逻辑推理基准KOR-Bench、奥林匹克数学竞赛题库AIME 2024及研究生级多学科问题GPQA-Diamond等。实验表明，70亿参数模型准确率平均提升10.4%，140亿参数模型提升14.2%。在AIME 2024竞赛题中，140亿模型准确率从3.6%跃升至30.2%，MATH-500题库准确率达81.4%，均创下新纪录。更关键的是，模型对符号逻辑库的使用率从42.5%提升至62.5%，标志着推理模式从数值计算向抽象演绎的根本转变。
研究团队通过消融实验证实，形式化验证是性能提升的核心驱动力。仅监督学习阶段就能将基础模型准确率从30%提升至48%，强化学习进一步推高至51%。但初期严格验证策略导致新问题：模型为满足验证要求，常对简单算术问题编写复杂求解代码。例如计算最小完全立方数时，模型会构建约束程序而非直接枚举。为此团队开发"灵活验证"机制，允许模型在计算阶段采用直接方法，仅在逻辑推理环节启用形式化验证，成功平衡效率与严谨性。
该研究在数据效率方面表现突出。尽管训练流程复杂，但仅使用约1.7万个样本即达到理想效果，远少于同类方法所需数据量。这得益于形式化验证提供的高密度监督信号——每个训练样本不仅包含答案正确性，更提供具体逻辑反馈，使模型能快速掌握深层推理规律。不过研究也指出方法局限：形式化验证使训练时间增加一倍，且自然语言到逻辑规范的转换在开放式问题中仍面临挑战。
这项突破为AI安全应用提供了新范式。在医疗诊断、金融决策等高风险领域，系统不仅需要正确答案，更需可验证的推理过程。研究团队通过将神经网络的模糊处理能力与符号系统的严谨验证相结合，有效解决了两者间的兼容难题。目前团队已公开实现细节与代码提示词，并承诺开源数据集和训练模型，为学术界提供可复现的研究基础。
