进化搜索:Harness Engineering 之后,Agent 怎么自己进化自己

上周,Martin Fowler 在 FOSE Europe 的演讲里,把 Harness Engineering 点名为 AI 时代的核心工程工作。

Fowler 提出了 Guide 和 Sensor 两个概念。Guide(前馈约束)告诉 Agent 怎么做,Sensor(反馈检测)告诉系统 Agent 什么时候走偏了,两者合在一起,构成 Agent 系统的骨架。他还补了一个的观察:Token 消耗量是架构质量的代理指标。Harness 越好,Agent 越省。

就在这两天,翁荔(Lilian Weng)在她的博客上发了一篇文章,圈子里一下就传开了。

她梳理了 35 篇关于 Agent harness 工程的论文,总结了 Harness 的各种模式,然后进一步提出,Harness Engineering 不只是让 Agent 更可靠,它是让 Agent 持续自我改进的基础设施。她梳理的论文涵盖 2023-2026 年的最新进展,包括 DGM、Hyperagents 这些。

最近这段时间,我的一个朋友不断跟我说,AlphaX 对未来软件开发方向的判断是:系统自动优化自己的代码和架构。

这三件事合起来,让我想把这个方向系统梳理一遍。

Fowler 说的是我们现在该怎么写好 Harness。翁荔说的是之后的事,Harness 本身怎么进化。她的文章是这篇的主要参考来源,我在这里用的论文地图也主要来自她的梳理。

这篇梳理进化搜索(Evolutionary Search)这个方向,为什么它是 Harness 的下一步,有哪些相关论文,工程挑战在哪里。


为什么下一步是进化搜索

神经网络参数可以梯度下降优化,因为损失函数对参数可微。你给出一个方向,参数就往那个方向走。

但 Harness 是代码,工作流是图,Skill 是文本,提示词是自然语言。这些都是离散空间,没有连续梯度,传统优化方法失效。你没办法对提示词求导,也没办法对工作流结构反向传播。

进化搜索不需要梯度。它只需要三件事。

要素 问题 在 Agent 语境下
表示 候选解长什么样 提示词 / 代码 diff / 工作流图 / skill 文件
变异 怎么生成新候选 LLM 语义引导生成 / MCTS 搜索 / crossover
选择 怎么筛选活下来的 benchmark 分数 / 测试通过率 / 任务完成率

评估→选择→变异,循环往复。天然适配离散空间。

但光有三要素,还不足以解释为什么这批论文比传统遗传算法强出几个档次。

真正的质变在变异那一步。

传统遗传算法的变异是随机的,随机翻转 bit,随机交叉片段,完全不知道自己在改什么。LLM 的变异不一样,它是语义引导的有方向跳跃。模型理解什么有效,从而提出更可能有效的变体。不是盲目突变,是有判断的探索。

这是进化搜索在 AI 时代质变的根本原因。


论文全景地图

这个方向从 2023 年起步,2025-2026 年密集爆发。下面的论文地图主要参考翁荔的文章 Harness Engineering for Self-Improvement,我在她的框架上按进化深度重新排了层级,从浅到深分五层。

层级不是按发表年份,而是按「进化触及系统哪一层」。发表早的论文可以是更深的层级,发表晚的也可以是较浅的层级,取决于它在系统里动的是什么。

Level 1:提示词进化

Promptbreeder(2023,arXiv 2309.16797)

DeepMind 做的。最早把 LLM 用于进化搜索。

关键创新不只是进化提示词,而是 mutation-prompt 本身也被进化。不只进化答案,连怎么进化这件事也在进化。这是后来很多论文的起点。


Level 2:上下文 / Skill 进化

MCE(Multi-agent Collaborative Evolution,2026,arXiv 2601.21557)

进化 skill,也就是上下文管理策略。

结果是平均 +16.9%。这个数字的重要性不在于高低,而在于它说明:skill 文件本身就是可以进化的表示,不需要动代码,不需要重训模型,只需要找到更好的 skill 组合。

这是这批论文里离个人工程师实践最近的一篇。


Level 3:工作流 / Agent 设计进化

ADAS(2025,arXiv 2408.08435)

meta-agent 自动搜索 Agent 设计,候选解用代码表示。覆盖面最广,从单 Agent 到多 Agent 编排都能搜。

AFlow(2025,arXiv 2410.10762)

工作流表示为节点图,用 MCTS(蒙特卡洛树搜索)在图结构上做有方向搜索,而不是随机变异。

AFlow 和 ADAS 的差别在这里:ADAS 变异方向更随机,AFlow 的 MCTS 给了方向性。有方向的搜索通常比无方向的更快收敛。


Level 4:Harness 代码进化

这一层是目前结果最亮眼的,也是翁荔文章的重点区域。

AlphaEvolve(2025,arXiv 2506.13131)

Google DeepMind。进化代码 diff,让 Agent 自动改进自己的代码实现。

结果:打破了 Strassen 矩阵乘法算法 56 年的纪录。Strassen 算法是 1969 年提出的,之后 56 年没人在通用情况下做到更好。AlphaEvolve 用进化搜索做到了。

这件事的意义不只是 AI 在数学上超越人类,而是说明:在有明确评估标准的领域,进化搜索能探索到人类穷举不到的空间。

DGM / Darwin Gödel Machine(2025,arXiv 2505.22954)

这是和翁荔 harness 文章最直接相关的那篇。

DGM 进化的不是提示词,不是 skill,而是 Harness 代码本身。Agent 有权修改自己的 harness 代码库,把改动提交,评估结果,好的留下,差的丢掉。

结果:SWE-bench 从 20% 提升到约 50%。(⚠️ verified / lite / full 三个子集数字有差异,具体以原文为准。)

这是迄今最强的「Harness 自进化」实证。

ShinkaEvolve(2025,arXiv 2509.19349)

AlphaEvolve 的变体,改进了父代采样策略,加了 code-novelty rejection(过滤太相似的变体),提升了采样效率。工程细节层的改进。

ThetaEvolve(2025,arXiv 2511.23473)

进化 + RL + 上下文学习三者结合。探索混合优化路径,试图结合进化搜索的全局探索能力和 RL 的局部优化能力。


Level 5:改进机制进化(自指 / 递归)

这一层进化的不是代码或 skill,而是「如何进化」这件事本身。

STOP(2023,arXiv 2310.02304)

进化 scaffolding 代码,改进「改进器」本身。

这里有一个重要警示:STOP 发现,基础模型必须足够强才能启动。如果模型本身理解能力不够,变异会发散,越搜越差。这不只是 STOP 的问题,Level 4-5 的所有方法都有这个前提。

Hyperagents(2026,arXiv 2603.19461)

DGM 的扩展。进化「如何进化」的机制本身,并且让改进能够跨任务域迁移累积。

翁荔文章里专门梳理了这个方向,她的结论是:Hyperagents 是「meta-harness」思路的最新形态,核心问题从「写更好的 harness」变成了「写更好的 harness-writing 机制」。


层级汇总

层级 进化对象 代表论文 关键结果 个人可落地性
Level 1 提示词 Promptbreeder (2023) 自进化 mutation-prompt ⭐⭐⭐⭐⭐ 最易上手
Level 2 Skill / 上下文 MCE (2026) +16.9% ⭐⭐⭐⭐ 不用动代码
Level 3 工作流 / Agent 设计 ADAS, AFlow (2025) 自动搜索 Agent 编排 ⭐⭐⭐ 需要评估器
Level 4 Harness 代码 AlphaEvolve, DGM (2025) SWE-bench 20%→约50% ⭐⭐ 算力和评估门槛高
Level 5 改进机制本身 STOP (2023), Hyperagents (2026) 进化「怎么进化」 ⭐ 需要强底座模型

有一个规律贯穿所有层级:越深层,改动范围越大,收益越高,风险越大,评估越难设计。


真正的挑战不是变异,是评估

大多数介绍进化搜索的文章把重点放在变异算法上。哪种变异策略更好,LLM 怎么生成候选,MCTS 怎么引导方向。

这些很重要,但不是最难的部分。

最难的部分是评估器,而评估器的难点,其实是另一个问题。你的优化目标是开放问题,还是闭合问题?

我在另一篇文章《The Ops Inflection》里写过这个框架。闭合问题有明确的对错标准,可以自动验证,「代码通过率提高了吗」「benchmark 分数高了吗」,跑一下就知道。开放问题没有固定的对错,需要判断,「这个 harness 设计得好不好」「这个工作流优雅吗」,没法自动给分。

进化搜索只在闭合问题上工作。

你需要一个评估器,评估器的前提是能自动打分,自动打分的前提是问题已经闭合了。如果你的优化目标还是开放问题,评估器就没法建,进化搜索就跑不起来。

这也是 Fowler 那句「Token 消耗量是架构质量的代理指标」有意思的地方。「这个 harness 架构好不好」是开放问题,很难自动评估。但 Token 消耗量是可以测量的数字,他用这个数字把开放问题部分闭合了,变成「Token 少的 harness 比 Token 多的好」。这是一种工程取舍,不完美,但可以自动化。

进化搜索里的评估器也有同样的取舍。

评估器需要满足三个条件。可自动化,每次评估都要等人,搜索跑不起来。可信赖,benchmark 分数高了不等于真实业务好了,优化了分数有可能反而劣化实际表现。覆盖充分,测试套件稀疏,意味着进化在你看不到的地方漂移。

所以进化搜索适不适合,先问一个问题:你的目标,能不能闭合?

适合 不适合
问题性质 闭合(有可自动验证的标准) 开放(需要主观判断)
示例 代码通过率、任务完成率、benchmark 分数 写作质量、设计优雅度、创意评估
搜索空间 大,手工探索不完 小,或已有明确最优
基础模型 足够强(STOP 的警示) 弱模型上 Level 4-5 会发散

Level 4-5 对资源受限的工程师,目前主要是学习方向,不是直接落地的选项。但 Level 1-3 的方向,针对闭合问题,就有机会用上。


现在有哪些实际的例子?

AlphaEvolve(Google)

Strassen 算法只是其中一个。Google 内部还用 AlphaEvolve 优化芯片设计和数据中心冷却调度。这些不是 demo,是在跑生产的系统里做的优化。评估器是什么?芯片的功耗/面积比,数据中心的能耗。都是可以自动测量的数字,都是闭合问题。

DGM(开源可运行)

DGM 的代码是开源的,可以在自己的 SWE-bench 任务上跑。Level 4 这层不是非 Google 级资源不可,只是需要足够的 API 调用预算和一个可以自动评估的测试套件。

你现在的 Claude Code 工作流

如果你在用 Claude Code 写代码,让它跑测试,看哪里失败,再改,再跑,你其实已经在手动做一个进化搜索循环了。你是选择器,Claude 是变异器,测试套件是评估器。

进化搜索要做的事,是把你作为选择器这一步也自动化掉。


怎么和自己的 Agent 开发联系起来

如果你在构建 AI Agent 系统,进化搜索不是遥远的学术。很多基础设施你可能已经有了。

你已有的 对应进化搜索概念
OpenSpec(稳定的 Spec 文件) 天然评估锚点。Spec 不变,实现可进化,进化搜索的「选择」层就是你的 Spec 文件
Files as Infrastructure(文件即历史) 进化历史持久化。DGM 和 Meta-Harness 的文件系统设计思路和这个完全一致
Skill 体系 MCE 的同款表示。你的 skill 文件已经是可进化的形式,差的只是自动搜索那一步
测试套件 评估器的基础。有好的测试套件,你已经做了进化搜索最难的那步

这几件事里,评估器是最难建好的,也是最有价值的。一旦有了可信的自动化评估,进化搜索就有了起点。


我接下来想做的

我自己在用 OpenSpec + Superpowers 的框架做 Agent 开发,前段时间已经把 Harness 的思路加进来了,Guide 和 Sensor 都在。

看完这批论文之后,我发现差的那一步,是自动进化。我需要再想想怎么能结合起来,做好了,可能就有了我下一个 OpenSpec + Superpowers 的 Blog。

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