100种子题，数据质量超GPT-5，阿里、上交提出Socratic-Zero框架

本文（共同）第一作者为王少博（上交 AI）、焦政博（上财）。（共同）通讯作者为魏虎（阿里巴巴）和张林峰（上交 AI）。本文其他作者来自阿里巴巴、武大、浙大等。

最近一篇来自阿里巴巴和上交等单位的 Agent 自进化工作得到了推特大佬们的关注。首先是 Rohan Paul 的两次转发：

网友对此也高度评价：

让我们看看这篇工作到底是怎么做的？

引言：从 “数据饥渴” 到 “自给自足”

当前大语言模型在数学推理上的突破，高度依赖海量人工标注数据。以 MetaMath 和 WizardMath 为代表的静态增强方法，虽能通过提示工程合成训练样本，但其生成的问题质量不稳定，且无法动态适配模型能力演进，导致训练信号效率低下。

为突破这一瓶颈，阿里巴巴与上海交通大学 EPIC Lab联合提出Socratic-Zero，一个完全无外部数据依赖的自主推理训练框架。该方法仅从100 个种子问题出发，通过三个智能体的协同进化，自动生成高质量、难度自适应的课程，并持续提升模型推理能力。

• 论文链接：https://arxiv.org/pdf/2509.24726
• GitHub 地址：https://github.com/Frostlinx/Socratic-Zero

苏格拉底的 “助产术”：从哲学对话到智能体协同

两千多年前，苏格拉底在雅典街头与青年对话，从不直接给出答案，而是通过一连串精准的提问，引导对方暴露认知盲区、修正错误信念，最终 “自己生出” 真知。他称这种方法为 “精神助产术”（maieutics）—— 教师不是知识的灌输者，而是思维的接生者。

这一古老智慧在今天的大模型时代焕发出惊人回响。当现代 AI 面临推理能力瓶颈，传统路径依赖海量标注数据 “喂养” 模型，而苏格拉底却启示我们：真正的智能，或许不在于拥有多少答案，而在于能否通过高质量的提问，激发自我修正与持续进化的能力。

受此启发，阿里巴巴与上海交通大学 EPIC Lab 将这一哲学理念转化为可计算的协同机制，提出Socratic-Zero—— 一个由 Solver（学生）、Teacher（导师）与 Generator（学徒）构成的三智能体自进化系统。在这里，没有外部数据的 “喂养”，只有智能体之间的 “诘问” 与 “反思”；没有静态课程的灌输，只有动态生成的挑战与反馈。正如苏格拉底所言：“我不能教人任何东西，只能让他们思考。” Socratic-Zero 正是在这一精神下，让大模型学会 “自己教自己推理”。

论文 Figure 1 (a) 苏格拉底教学法展现的哲学根基：导师（苏格拉底）如同思想助产士，通过探询式提问引导理解；实践者（亚里士多德）并非被动接受答案，而是循着理性探究之路获得启迪；学徒导师（柏拉图）则通过观察并内化大师的方法来习得教学之道。(b) Socratic-Zero 框架将这一理念付诸实践。在此框架中，教师 —— 一个强大的法律语言模型 —— 引导两个智能体的协同进化。解题器通过生成解决方案并借助教师反馈进行优化而不断改进，生成器则通过策略性地提炼教师行为来进化，从而为解题器生成日益适配的课程体系。

核心突破：在极简启动条件下，合成数据质量全面超越 GPT-5、Gemini-2.5-Pro、Claude-4.1-Opus 等顶级闭源模型作为数据生成器时的表现。

方法详解：三智能体 “苏格拉底铁三角”

Socratic-Zero 的核心是一个受苏格拉底 “助产术” 启发的多智能体系统，包含三个角色：

• Solver（学生）：尝试解答问题，并通过偏好学习（DPO）从成功与失败轨迹中自我修正；
• Teacher（导师）：基于 Solver 的错误，动态生成更具针对性的新问题，精准暴露其知识盲区；
• Generator（学徒）：模仿 Teacher 的出题策略，通过价值加权监督微调（WSFT）蒸馏其 “教学智慧”，实现课程的规模化生成。

三者构成一个闭环自进化系统：Solver 的弱点驱动 Teacher 出题，Teacher 的行为被 Generator 学习，Generator 产出的新问题又反哺 Solver 训练 —— 全程无需人类干预。

1. Solver 的在线偏好优化（Online DPO）

Solver 在当前课程上对每个问题生成 ( k=8 ) 条推理轨迹。Teacher 的验证函数判断每条轨迹是否正确，从而构建偏好对：正确轨迹为 “胜”，错误轨迹为 “负”。

若 Solver 全部失败，则使用课程中的参考答案作为唯一 “胜” 样本，确保偏好信号始终存在。Solver 通过 Direct Preference Optimization (DPO) 更新策略。若 Solver 全部失败，则使用课程中的参考答案作为唯一 “胜” 样本，确保偏好信号始终存在。

2. Teacher 的自适应出题机制

Teacher 是一个固定的大模型（Qwen3-235B-A22B），具备两个确定性函数：

• 验证函数：判断解法是否正确；
• 问题精炼函数：基于 Solver 的错误解法，生成一个新问题及其参考答案。

新问题的设计原则是：保留原问题的数学本质，但针对性修复 Solver 的推理漏洞。

关键保障机制：当 Solver 对某问题全错时，Teacher 会启动 Self-Verification Protocol—— 重新求解该问题，验证参考答案是否正确，防止低质量问题污染课程

3. Generator 的价值加权蒸馏（WSFT）

为避免持续调用昂贵的 Teacher，Generator 通过 Weighted Supervised Fine-Tuning (WSFT) 学习其出题策略。关键创新在于引入价值函数：

4. 为何仅需 100 个种子？

论文 Appendix F 详细说明了种子选择协议：

• 难度对齐：种子来自 MATH 数据集 Level 2–4，确保 Solver 初始成功率 50% 上下，避免 “太易” 或 “全错”；
• 领域覆盖：100 个问题均匀分布于代数、数论、几何、组合等 7 个数学子领域；
• 多样性保障：通过嵌入聚类确保解法路径多样，避免同质化；
• 质量控制：所有种子经 Teacher 多次验证，排除歧义或错误问题。

这一精心设计的启动集，为后续自进化提供了高质量、高信息量的 “引信”。

实验结果：极简启动，极致性能

1. Solver 性能：+20.2 个百分点提升

在 7 个数学推理基准（AMC23、AIME24/25、Olympiad、MATH-500、Minerva、GSM8K）上，Socratic-Solver-8B（基于 Qwen3-8B）平均准确率达 56.1%，相比 MetaMath 和 WizardMath（平均 40.7%），绝对提升 +15.4 个百分点；相比 LLM2LLM 提升 +15.2 个百分点。

在高难度竞赛题上优势更显著：

• AIME-24：28.4% vs. 12.3%（+16.1）
• Olympiad：55.1% vs. 35.9%（+19.2）

2. Generator 质量：合成数据超越闭源大模型

研究团队用各模型生成 3,000 道数学题，微调 DeepSeek-R1-Distill-Llama-8B 作为学生模型，测试其下游性能：

关键结论：仅用 100 个种子问题启动的 Socratic-Generator-32B，其合成数据质量已超越 GPT-5、Gemini-2.5-Pro 等闭源大模型作为数据生成器时的表现。

此外，Socratic-Generator-32B 的问题有效性达 95.6%，接近 GPT-5（95.8%），远超其基座模型 Qwen3-32B（89.1%）。

工程价值：轻量、可复现、高性价比

Socratic-Zero 的训练流程高度工程友好：

• 硬件：Solver 训练仅需 8×NVIDIA H20 GPU，Teacher 推理使用 16×AMD MI308X；
• 评估可靠性：采用 MathRule（规则提取） + LLM Judge（语义验证） 双验证机制，确保结果可信；
• 可迁移性：框架设计通用，可扩展至代码等其他推理领域。

结语

Socratic-Zero 证明：在推理能力构建中，高质量的教学策略可能比模型规模更重要。一个仅用 100 个种子问题启动的 32B Generator，竟能产出优于 GPT-5 的训练数据 —— 这为资源受限的团队提供了新的可能性。

更重要的是，它开启了一条零数据、自进化的新路径：无需人类标注，仅靠智能体之间的协同演化，就能实现推理能力的螺旋式上升。

欢迎社区开发者与研究者试用、拓展，共同探索智能体协同进化的边界。