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PotARCin v1(含 P-ARC 留出集)

圣菲研究所出品的 ARC 扩展基准:同一条变换规则要在定义、分类、约束生成、编辑、反演五种用法上都成立才算掌握;400 道 ARC-AGI-1 训练题上全维通过率比输出格子准确率低 25–52pp,手工构造的 50 题 P-ARC 上只剩 1–8%

Santa Fe Institute ·

考察能力

规则形式化 程序化定义 有效性判别 约束生成 逆向编辑 自洽性 抗干扰分类

构建信息

数据规模
400 道 ARC-AGI-1 训练题 + 50 道手工构造的 P-ARC 留出题;每题 6 项指标 × 5 模型 × 2 次独立运行(ARC-AGI-1 侧 n=800,P-ARC 侧 n=100);分类维度另有 5 类损坏候选对,ARC-AGI-1 侧每模型约 4,000 个候选
构建方式
为每道题准备 generator 与 verifier 程序:394 道复用现有 verifier 来源,6 道人工实现并同流程校验;再由程序化方法动态采样新的任务实例、并对给定输入做变换,生成超出固定输入输出对之外的题面;分类维度用 5 类损坏候选对(H-ARC 人类错误 / 实例错配 / 损坏 verifier / 检索相似题 / 颜色翻转)按权重混合
评测方式
生成器出题 + verifier 判分的全自动评分。五个维度分别为:Definition(写出实现该规则的通用 Python 程序)、Classification(判断候选输入输出对是否符合规则)、Constrained Generation(在约束下生成新实例)、Editing(对给定输入做最小编辑使规则成立)、Inversion(由输出反推输入)
核心指标
七个指标并列:Output grid(原始输出格子准确率)、五个维度的边际准确率、Full-task(五维全部通过)、Indep.(五个边际准确率之积,即独立假设下的期望全维通过率);Wilson 95% 区间,两次运行合并

模型效果排行

🥇 Gemini 3.1 Pro Low(ARC-AGI-1 训练集 400 题)
Full-task 58.2% [54.8, 61.6];Output grid 89.1%;Indep. 40.0%;P-ARC 上 Full-task 4.0% / Output grid 45.0% 2026-09
🥈 GPT-5.4 Low(ARC-AGI-1 训练集 400 题)
Full-task 46.6% [43.2, 50.1];Output grid 84.2%;Indep. 34.0%;P-ARC 上 Full-task 6.0% / Output grid 31.0% 2026-09
🥉 Kimi K2.5(ARC-AGI-1 训练集 400 题)
Full-task 38.6% [35.3, 42.0];Output grid 63.4%;Indep. 20.1%;P-ARC 上 Full-task 2.0% / Output grid 17.0% 2026-09
4. Claude 4.6 Opus Low (120K)(ARC-AGI-1 训练集 400 题)
Full-task 37.6% [34.3, 41.0];Output grid 87.6%;Indep. 30.2%;P-ARC 上 Full-task 8.0% / Output grid 64.0% 2026-09
5. MiniMax M2.5(ARC-AGI-1 训练集 400 题)
Full-task 20.6% [18.0, 23.6];Output grid 72.9%;Indep. 8.1%;P-ARC 上 Full-task 1.0% / Output grid 24.0% 2026-09

为什么重要

ARC-AGI-1 在 2026 年已经基本被刷穿了——前沿模型在原始输出格子任务上的准确率进入八成甚至九成区间,ARC Prize 因此接连推出 ARC-AGI-2 与 ARC-AGI-3。但 PotARCin 问的是一个更难回避的问题:刷穿的那个数字,到底测到了什么?

标准 ARC 评测只考一项能力——给定测试输入,产出正确的输出格子。这是 Chollet 所谓”技能习得”的一个极窄切片:模型从少数几个演示里推断出一条变换规则,然后把它用一次。至于这条规则是不是被当成一项可复用技能掌握了,标准评测完全不测。

PotARCin 的做法是不换更难的题,而是换更多的问法。同一条规则要用五种方式调用:

  • Definition:写一个实现这条规则的通用 Python 程序(相当于自己写出 verifier)
  • Classification:判断一个候选输入输出对是否符合这条规则(含 5 类精心构造的损坏对)
  • Constrained Generation:在约束下生成该规则的新实例
  • Editing:对给定输入做最小编辑,使规则成立
  • Inversion:由输出反推输入

结论相当直白:在 ARC-AGI-1 训练集上,全维通过率比输出格子准确率低 25–52 个百分点;在手工构造的留出集 P-ARC 上,全维通过率只剩 1–8%。 论文的措辞是,即使 ARC-AGI-1 训练题很可能已经进了部分模型的训练语料,从”抽象技能习得”的角度看它也不应被视为已解决。

(arXiv:2609.27288,作者 Claas Beger、Ryan Yi、Melanie Mitchell,均来自 Santa Fe Institute。)

构建方式

题源分两套。 主体是 ARC-AGI-1 训练集的 400 道题。关键是五个维度都要靠显式的 generator 与 verifier 程序来判分,所以作者为每道题都准备了可用的 verifier:在现有 verifier 来源里为 394/400 道题取到了至少一个有效 verifier,剩下 6 道人工实现并用同一流程校验。第二套是 P-ARC——50 道手工编写的留出题,程序由作者自己写并测试。

分类维度的损坏候选对。 这一维不是简单造错答案,而是造看起来像对的错答案,共五类:

损坏类型构造方式ARC-AGI-1 采样权重
Valid(动态生成的正确对)由 generator 采样的真实合法实例0.250
Human error(H-ARC)取自 H-ARC 数据集中人类被试真实犯的错0.235
Instance mismatch用编辑距离选出的”相似但来自另一实例”的输出替换正确答案0.215
Corrupted verifier由偏离原意的候选 verifier 产生的输出0.130
Retrieval用 embedding 检索规则相近的题目,从中采样输入输出对0.103
Color flip翻转输入或输出中某个格子或小块连通区域的颜色0.067

P-ARC 的权重不同:检索类在更小、分布偏移的 P-ARC 上 embedding 相似度更低、不太适用;颜色翻转也因 P-ARC 含较少颜色变换规则而偏简单。

评测规模。 每道题在六个指标(原始输出格子 + 五维)上评测,5 个模型各跑 2 次独立运行。ARC-AGI-1 侧每次运行的样本量是 800 个任务评估,P-ARC 侧是 100 个。全部模型统一配置为低推理档(low reasoning effort)。

关键发现

1. 输出格子准确率与全维通过率之间存在 25–52pp 的鸿沟。 ARC-AGI-1 训练集的完整结果(两次运行合并,括号为 Wilson 95% 区间):

模型Output gridDefinitionClassificationGenerationEditingInversionFull-taskIndep.
Gemini 3.1 Pro Low89.179.275.988.085.888.258.240.0
GPT-5.4 Low84.273.683.877.284.085.146.634.0
Kimi K2.563.464.563.571.879.685.838.620.1
Claude 4.6 Opus Low (120K)87.666.871.578.988.291.037.630.2
MiniMax M2.572.956.642.464.668.676.620.68.1

2. 多维度评测会重排名次,而且方向不一致。 在输出格子上 Gemini 3.1 Pro(89.1)高于 Claude 4.6 Opus(87.6),全维通过率上 Gemini 58.2 也确实领先。但换到 50 题的 P-ARC 留出集,Claude 4.6 Opus 的输出格子准确率 64.0% 反而是全场最高,Gemini 只有 45.0%。论文明确点出:在输出格子上最弱的模型,在更宽的规则能力上并不是最弱的——这两个排序衡量的是不同的东西。

3. Indep. 基线说明维度之间确实正相关,但连乘损失仍然巨大。 Indep. 是五个边际准确率之积,即假设各维度独立通过时的期望全维率。逐行可验证:GPT-5.4 的 0.736 × 0.838 × 0.772 × 0.840 × 0.851 = 34.0,与表中完全一致。观测到的 Full-task(46.6)高于 Indep.(34.0),说明各维度并非独立失败、存在正向关联;但两者都远低于任一单维准确率——这就是”联合五个维度”的机械代价。

4. 自洽性分析给出了一个 Potemkin 式的失效形态。 在 Definition 程序可执行且正确的前提下,模型自己的程序与自己的答案达成一致的比例:

数据集另一答案正确时的一致率另一答案错误时的一致率
ARC-AGI-1(合并)99.1%21.1%
P-ARC(合并)94.0%17.1%

也就是说:当模型的答案本来就是对的,它写出的规则程序几乎必然自洽;一旦答案错了,它写出的程序只有两成左右会跟着错——它会坚持一个与自己刚给出的答案相矛盾的规则表述。模型可以在一种场合正确形式化一条规则,却在另一种场合无法一致地应用它。

5. 单次全维通过会高估能力。 对 GPT-5.4 在 ARC-AGI-1 上五维全过的 20 道题做重采样,每题 10 个同种子重复配置(共 200 次完整五维评估):其中 15 道题至少有一个重采样配置失败。硬全维通过率随采样预算上升而单调下降:65.0 → 45.0 → 35.0 → 25.0(采样数 1 / 2 / 5 / 10)。“通过一次”不等于”稳定掌握”。

6. 跨维度探测比同维度重复探测更能暴露失败。 在同等预算下,五个维度各探一次会在 25.5% 的试验中暴露失败,而同一维度探五次只暴露 20.2%。这说明掉点不全是把五个维度连乘起来的算术代价,其中有一部分是真实的跨维度不一致。

7. 人类犯的错是最难识别的损坏类型。 分类维度按损坏类型拆分(数值为误判率,越低越好;加粗为该列最低):

模型HumanCorrupted verifierCorrectColor flipRetrievalInstance mismatch
MiniMax M2.531.3226.623.6640.2340.4318.12
Claude 4.6 Opus20.7411.141.848.764.524.59
Kimi K2.518.5411.245.9825.7810.797.75
Gemini 3.1 Pro16.378.995.482.822.176.81
GPT-5.48.212.305.066.533.151.85

H-ARC 的人类真实错误在 ARC-AGI-1 上是失败率最高的一类(多数模型 16–31%,MiniMax 达 31.32)。机器造的干扰反而相对好识别,人类犯的错最难——这大概是因为人类错误往往”看起来也讲得通”。

8. 两次运行之间的稳定性并不高。 五个模型各自通过全部五维的题目数在两次运行间的 Jaccard 重叠只有 0.49–0.79:Gemini 0.79、GPT-5.4 0.64、Claude 0.55、MiniMax 0.53、Kimi 0.49。接近一半的”掌握集合”在重跑时换了一批题。

最新进展

  • 2026-09-23:arXiv:2609.27288 上线,公布 400 道 ARC-AGI-1 训练题 + 50 题 P-ARC 的五维评测与全部诊断分析
  • 2026-09-28 建卡:本卡所有数值取自论文 HTML 全文 Table 1–8 与 Figure 3/4 说明,未依赖聚合站。两项自洽校验通过:① 五行 Indep. 值均可由该行五个边际准确率连乘复现(GPT-5.4 34.0、Gemini 40.0、Claude 30.2、Kimi 20.1、MiniMax 8.1,逐行误差 <0.1pp);② Table 2 的六类采样权重加和 = 0.250 + 0.235 + 0.215 + 0.130 + 0.103 + 0.067 = 1.000

局限性与展望

  • 生成器与 verifier 的质量就是基准的上限。 论文自己承认:ARC 题目是欠定的,同一组演示可能同时符合多条规则。某个被指定 verifier 标为无效的候选对,在另一条同样自洽的规则下可能是可解释的。因此 Classification 应理解为”是否遵从基准指定的那条规则”,而不是”证明不存在其他一致规则”
  • 对 ARC-AGI-1 侧复用的 verifier 来源,作者观察到部分候选 verifier 捕捉的是相近变体而非原意规则——这说明主结果的精度存在上限
  • 算力可比性存疑。 所有模型都设为低推理档,但 Claude Opus 4.6 在 P-ARC 上被观察到消耗的 token 明显高于其他模型,可能影响对比
  • P-ARC 的难度估计来自内部可行性检查,而非正式的人类研究。 50 题的样本量也让多数单元格的置信区间很宽(颜色翻转类只有 14 个候选)
  • 只测了 5 个模型,且都是 API 商用模型。 没有开源权重对照,也没有把 ARC-AGI-2 / ARC-AGI-3 的任务纳入——论文明确把自己的定位限定为”在更简单的静态规则上,灵活性仍然不足”

关联基准

  • ARC-AGI-1:本卡直接扩展的对象,标准评测只考输出格子,本卡证明了这个切片的解释力有限
  • ARC-AGI-2:走”出更难的题”路线,与本卡的”同样难的题换更多问法”是两条互补的加压路径
  • ARC-AGI-3:走交互式环境路线;本卡的结果说明即使退回最简单的静态规则,领域也远未饱和
  • BabelArena:同样是”同一能力换多种用法”的思路,但落在多语言 Agent 场景
ARC 抽象推理 流体智力 技能习得 多维度评测 自洽性 Potemkin 失效 留出集