메뉴
HN
Hacker News • 24일 전

신경망에서 창발하는 기호 구조

IMP
8/10
핵심 요약

이 논문은 연속 벡터로 정보를 표현하는 신경망의 내부 표현이 실제로는 암묵적으로 기호 구조(symbolic structure)를 구현한다고 주장합니다. 연구진은 다양한 신경망의 벡터 표현을 폐쇄형 수식으로 근사해도 네트워크의 행동이 거의 변하지 않음을 보였으며, 이 근사를 통해 LLM의 행동을 정밀하게 제어할 수도 있었습니다. 이는 기호 기반 지능 관점과 현대 벡터 기반 AI를 조화시킬 수 있는 잠재적 통찰을 제공합니다.

번역된 본문

컴퓨터 과학 > 계산 및 언어 arXiv:2608.29530 (cs) 2026년 8월 30일 제출 제목: 인공 신경망에서 창발하는 기호 구조 저자: R. Thomas McCoy, Paul Soulos, Tal Linzen, Paul Smolensky

초록: 현대 인공지능(AI) 시스템은 어떻게든 자신에게 맞지 않아 보이는 영역에서 뛰어난 성능을 발휘한다. 지능은 전통적으로 논리식과 같은 기호의 구조화된 조합 위에서 작동하는 것으로 모델링되어 왔다. 그러나 현존하는 가장 강력한 AI 시스템은 신경망에 기반하며, 신경망은 대신 연속적인 벡터로 정보를 표현한다. 벡터는 언어, 논리, 그리고 다른 인지 영역의 구조를 포착하기에 부적합해 보이지만, 신경망은 이러한 영역에서 인상적인 성능을 달성한다. 어떻게 이것이 가능한가? 본 연구에서 우리는 하나의 잠재적 답을 제안한다: 겉모습과 달리, 신경망의 내부 표현은 암묵적으로 기호 구조를 구현하고 있을지도 모른다는 것이다.

이 가설을 뒷받침하기 위해, 우리는 다양한 신경망의 벡터 표현이 기호 구조로 정밀하게 근사될 수 있음을 보여준다. 즉, 네트워크의 표현 생성 과정 전체를 기호 구조를 구현하는 폐쇄형(closed-form) 수식으로 대체해도 네트워크의 행동은 대체로 변하지 않는다. 이러한 발견은 리스트를 조작하도록 학습된 소규모 신경망뿐만 아니라, 기호적 전통의 핵심인 네 가지 영역(산술, 논리, 컴퓨터 코드, 언어)에서 작동하는 대규모 언어 모델(LLM)에서도 성립한다.

또한, 우리의 기호적 근사를 통해 내부 표현에 대한 정밀한 개입(intervention)으로 LLM의 행동을 표적적으로 수정할 수 있으며, 이는 LLM의 행동이 우리가 식별한 기호 구조에 의존함을 보여준다. 본 연구는 오래된 기호적 지능 개념과 현대 AI의 벡터 기반 특성을 조화시킬 수 있는 잠재적 방법을 제시한다.

코멘트: 본문 30페이지 + 참고문헌 및 부록 29페이지 주제 분류: 계산 및 언어(cs.CL); 인공지능(cs.AI) 인용: arXiv:2608.29530 [cs.CL] 제출 이력: v1, 2026년 8월 30일 (Tom McCoy 제출)

원문 보기
원문 보기 (영어)
--> Computer Science > Computation and Language arXiv:2608.29530 (cs) [Submitted on 30 Aug 2026] Title: The Emergent Symbolic Structure of Artificial Neural Networks Authors: R. Thomas McCoy , Paul Soulos , Tal Linzen , Paul Smolensky View a PDF of the paper titled The Emergent Symbolic Structure of Artificial Neural Networks, by R. Thomas McCoy and Paul Soulos and Tal Linzen and Paul Smolensky View PDF HTML (experimental) Abstract: Modern systems in artificial intelligence (AI) somehow excel in domains for which they seem poorly suited. Intelligence has traditionally been modeled as operating over structured combinations of symbols, such as logical formulas. However, the strongest modern AI systems are based on neural networks, which instead represent information in continuous vectors. Vectors seem inadequate for capturing the structure of language, logic, and other cognitive domains, yet neural networks achieve impressive performance in these areas. How do they do it? In this work, we propose a potential answer: Despite appearances, perhaps the internal representations of neural networks implicitly realize symbolic structure. In support of this hypothesis, we show that the vector representations of a variety of neural networks can be closely approximated with symbolic structures: we can replace the network's entire representation-generating process with a closed-form equation instantiating a symbolic structure, and the network's behavior remains largely unchanged. This finding holds for both small-scale neural networks trained to manipulate lists as well as large language models (LLMs) operating in four domains that are central in symbolic traditions: arithmetic, logic, computer code, and language. Further, our symbolic approximation allows us to modify an LLM's behavior in targeted ways via precise interventions on its internal representations, showing that the LLM's behavior is reliant on the symbolic structures we have identified. This work provides a potential way to reconcile longstanding symbolic conceptions of intelligence with the vector-based nature of modern AI. Comments: 30 pages, plus 29 pages of references and appendices Subjects: Computation and Language (cs.CL) ; Artificial Intelligence (cs.AI) Cite as: arXiv:2608.29530 [cs.CL] (or arXiv:2608.29530v1 [cs.CL] for this version) https://doi.org/10.48550/arXiv.2608.29530 Focus to learn more arXiv-issued DOI via DataCite (pending registration) Submission history From: Tom McCoy [ view email ] [v1] Sun, 30 Aug 2026 03:32:13 UTC (1,107 KB) Full-text links: Access Paper: View a PDF of the paper titled The Emergent Symbolic Structure of Artificial Neural Networks, by R. Thomas McCoy and Paul Soulos and Tal Linzen and Paul Smolensky View PDF HTML (experimental) TeX Source view license Current browse context: cs.CL < prev | next > new | recent | 2026-08 Change to browse by: cs cs.AI References & Citations NASA ADS Google Scholar Semantic Scholar export BibTeX citation Loading... BibTeX formatted citation &times; loading... Data provided by: Bookmark Bibliographic Tools Bibliographic and Citation Tools Bibliographic Explorer Toggle Bibliographic Explorer ( What is the Explorer? ) Connected Papers Toggle Connected Papers ( What is Connected Papers? ) Litmaps Toggle Litmaps ( What is Litmaps? ) scite.ai Toggle scite Smart Citations ( What are Smart Citations? ) Code, Data, Media Code, Data and Media Associated with this Article alphaXiv Toggle alphaXiv ( What is alphaXiv? ) Links to Code Toggle CatalyzeX Code Finder for Papers ( What is CatalyzeX? ) DagsHub Toggle DagsHub ( What is DagsHub? ) GotitPub Toggle Gotit.pub ( What is GotitPub? ) Huggingface Toggle Hugging Face ( What is Huggingface? ) ScienceCast Toggle ScienceCast ( What is ScienceCast? ) Demos Demos Replicate Toggle Replicate ( What is Replicate? ) Spaces Toggle Hugging Face Spaces ( What is Spaces? ) Spaces Toggle TXYZ.AI ( What is TXYZ.AI? ) Related Papers Recommenders and Search Tools Link to Influence Flower Influence Flower ( What are Influence Flowers? ) Core recommender toggle CORE Recommender ( What is CORE? ) Author Venue Institution Topic About arXivLabs arXivLabs: experimental projects with community collaborators arXivLabs is a framework that allows collaborators to develop and share new arXiv features directly on our website. Both individuals and organizations that work with arXivLabs have embraced and accepted our values of openness, community, excellence, and user data privacy. arXiv is committed to these values and only works with partners that adhere to them. Have an idea for a project that will add value for arXiv's community? Learn more about arXivLabs . Which authors of this paper are endorsers? | Disable MathJax ( What is MathJax? )