Rerank 模型的其中两种路径：BERT 相似度与 CoT 推理
在构建高性能的问答系统或检索增强生成（RAG）架构时，Rerank（重排序）模块是信息检索质量的关键环节。它决定了哪些文档将最终送入大模型生成答案，因此直接影响回答的准确性与可用性。
传统的 Rerank 主要基于 BERT 向量相似度，而近年来兴起的 Chain of Thought（CoT）式推理模型也逐渐在复杂任务中展现出优势。
一、传统 BERT + 余弦相似度：稳定的基础方案
实现方式
传统 Rerank 使用的是双塔结构或 Sentence-BERT 架构：
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将 Query 和文档分别转化为向量。
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通过余弦相似度衡量两者相似程度。
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得分越高，认为语义越相关。
score = cosine_similarity(embedding(query), embedding(doc))示例:
Query: 为什么乔治·华盛顿是第一任总统？
Doc: 他在1789年就任总统，是宪法批准后的首位总统。
Score: 0.91优点与局限
| 项目 | 优点 | 局限性 |
|---|---|---|
| 性能 | 快速计算、适合大规模部署 | 缺乏推理能力 |
| 部署 | 轻量、可本地化 | 难以处理长句、跨句或复杂语义 |
| 使用场景 | FAQ 匹配、句子去重、商品相似推荐等 | 不适合因果判断、逻辑验证、多跳问答 |
二、CoT 推理式 Rerank：智能排序的新趋势
什么是 CoT？
CoT（Chain of Thought）本质上是一种推理范式，而非模型结构。它通过让模型逐步展示推理过程，来提升判断的可信度与可解释性。
在 rerank 中，CoT 的作用是：对于每个候选文档，让模型用自然语言方式逐步判断它是否能支持 query，最后输出一个评分。
示例 Prompt:
Question: 为什么乔治·华盛顿是第一任总统？
Candidate Document: 他在1789年就任总统，是美国宪法批准后首位总统。
Chain of Thought:
- 宪法生效后设立了总统职位
- 乔治·华盛顿是第一位根据宪法当选的总统
- 所以该文档与问题高度相关Score: 9.2优点与局限
| 项目 | 优点 | 局限性 |
|---|---|---|
| 逻辑表达 | 能推理出支持关系，结果更可信 | 推理链条需要构造，成本高 |
| 可解释性 | 每一步推理可回溯 | 不适合海量文档、对时延敏感的系统 |
| 应用场景 | 复杂问答、多跳推理、反问判断 | 需要结合小规模 top-k 召回才能落地 |
三、两者核心对比
| 项目 | BERT + 相似度 | CoT 推理式 Rerank |
|---|---|---|
| 原理 | 向量匹配（Cosine Similarity） | 自然语言推理链（语言模型生成评分） |
| 推理能力 | 弱 | 强 |
| 可解释性 | 差 | 好 |
| 资源消耗 | 低 | 高（大模型推理） |
| 适合场景 | 大规模召回、精准匹配 | 复杂问题筛选、推理任务验证 |
| 传统 Rerank 模型 | CoT Reranker |
|---|---|
| 依赖向量匹配 | 依赖语言逻辑链条 |
| 可解释性差 | 每一步推理可跟踪 |
| 对结构化逻辑无感 | 能处理复杂因果、推理、引用关系 |
| 一般为 BERT/双塔结构 | 可用 GPT-like 生成模型实现，少样本也能用 |
四、CoT 和 CoT模型（轻量模型之一）？
“CoT”本质是推理方式，一些模型可以专门被微调为 CoT 判别器，例如：
LoRA 微调的 T5-CoT
monoT5 结合 CoT 生成风格
cross-encoder 加入多段逻辑支持标注数据训练
背景补充：https://zhuanlan.zhihu.com/p/629087587
场景示例：
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例如：判断一个三段逻辑是否能推出结论。
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输入：前提 A、前提 B、结论 C
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输出：
true / false是否逻辑成立。
这些模型往往在 小规模数据上微调，并用于步骤判断、归纳步骤的准确性检测，体量较小，因此在工程实践中被归入“轻量模型”。
CoT 使用场景举例（含 rerank 应用）
| 使用场景 | CoT 的作用 | 说明 / 对比 |
|---|---|---|
| 1. 多跳问答（Multi-hop QA） | 展开中间步骤，逐步推理答案 | 比直接预测更精准，能解释“为什么是这个答案” |
| 2. 复杂推理判断任务 | 给定多个前提、一个结论，判断是否合理 | 类似自然语言的“逻辑推导”，非常适合 CoT 结构化展开 |
| 3. 内容验证 / 结论审校 | 判断一个答案是否真的能从上下文中推出 | 特别适合做 LLM 生成内容的验证器，可单独部署 |
| 4. 文本排序（Rerank） | 对多个候选回答/文档按“推理可信度”打分并排序 | 类似 GPT + ReAct 思路，可结合打分 prompt 评估路径 |
| 5. 数学题解题 | 类似 Scratchpad，逐步计算、记住中间变量 | 通常结合“让模型写出计算步骤”来得到更稳定结果 |
CoT 思维链的边界与代价：
尽管 Chain of Thought 让语言模型拥有了“可追溯的推理路径”，在复杂问答、数学解题、法律推理等任务中表现优异，但它依然面临如下局限：
1. 计算成本高，延迟显著上升
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CoT 往往需要模型一步步生成推理过程，每一步都消耗 token 和算力；
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相比直接回答，CoT 的 token 长度通常翻倍，延迟显著增加；
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在低时延场景（如实时问答、搜索补全）中难以接受。
2. 输出路径不稳定，容易“胡思乱想”
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模型生成的思维链不是严格逻辑推导，而是“语言上合理”；
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它可能逻辑貌似正确，但事实错误；
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在没有足够知识支持时，CoT 甚至比直接输出更容易幻觉。
3. 不适合强规则、结构化判断任务
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比如金融风控、审计、法律条款匹配等任务，需要高精度和可验证性；
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CoT 生成的“语言推理路径”在这类任务中不具备可控性。
4. 对 Prompt 与样例依赖极高
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CoT 效果很大程度上取决于提示词设计；
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不同任务、不同语言风格、样例顺序都会影响推理稳定性；
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这对 Prompt 工程提出更高要求，也增加了调试难度。