卡尔·弗里斯顿的自由能量原理
可能是自达尔文的自然选择论诞生以来
又一种囊括万物的理念:
徐彬水彩：远眺同里古镇1
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
一个人存活于世
会作何表现？
自由能量原理的核心
是化繁为简
解决一个基本难题
热力学第二定律
告诉人们宇宙趋向于熵
并走向消亡
但生命体却强烈抵制这种趋势
徐彬水彩：远眺同里古镇2
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
每日醒来，
我们的模样和前一天
几乎别无二致，
但我们的细胞与器官之间，
以及我们自身与外部世界之间
却存在明显的差别异化。
这是怎么回事？
弗里斯顿的自由能量原理解释：
从单个细胞到拥有数十亿神经元的人脑
所有生命体的组织形式
都是由同样的普遍命令驱动的
这个普遍命令可以简化为数学函数
人活着，就是为了不断缩小
“个人期望”和“感官感受”之间的差距
就是要“最小化自由能量”。
用自由能量原理来统一心智方面的理论
希望通过自由能量原理
最终夯实大脑功能研究
徐彬水彩：远眺同里古镇3
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
弗里斯顿从童年时期
就痴迷于寻找方法
来整合、统一并简化各种思想
自由能量原理理念产生
要追溯到他8岁时的那个酷夏
有一天，他在花园里玩耍。
翻过一根旧木头时
发现了几只木虱
正在寻找避难所和暗处
刚开始他是这么认为的
观察了半小时后
他推断这些虫子
实际上不是在寻找阴影处
那只是他的一种幻觉
是他自认为它们在那样做
而这些爬来爬去的小木虱
本身没有目标……
弗里斯顿把这次经历
称为“我的第一个科学见解”
当时他感到所有关于
目的和生存的人为、人格化的解释
突然剥离了他的脑海
正在观察的事物
只是按照他的理解在解释
他到了十几岁时
又经历了一次“木虱时刻
某天，刚看完电视回到卧室
望见窗外盛开的樱花
脑海却突然闪现出一种
令他毕生难忘的想法：
“世界上肯定有那么一种
从零开始理解万物的方法。”
“如果在整个宇宙中我只有‘一点’，
那这一点能否衍生出其他所有东西？”
徐彬水彩：我家门前的小路
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
大脑内部的各种联系
缘何容易被打断呢？
例如，有一位叫希拉里的患者 ，
看上去适合在《唐顿庄园》
扮演高级厨师，
但她曾用菜刀将她的男邻居斩首了
只因她“确信”那人
幻化成了一只邪恶的人形“乌鸦”！
一位叫欧内斯特的男人
喜欢柔色的玛莎牌开襟羊毛衫
和绝配的橡胶底帆布鞋
但却是一个无法无天不可救药的恋童癖者
一个叫罗伯特，一个口齿伶俐的年轻人
沉溺于思考“天使粪”
他思索“天使粪”是一种祝福抑或是一种诅咒？
人们看得见它吗？
他看起来满脸困惑：
怎么大家不思考这些问题呢？
在弗里斯顿看来
“天使粪”概念简直是一个奇迹
这让人明白了
精神分裂症患者有一种能力
能够合成头脑运转正常的人士
无法轻易获得的概念
想出像天使粪这样的东西
是非常困难的
弗里斯顿说：
“这我可做不到。”
徐彬水彩：春满院
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
“大脑以概率的方式
来计算和感知世界
并根据感官输入情况
不断地作出预测和调整信念
大脑可看作是一种
旨在最大限度地减少
“预测误差”的“推理引擎”
把看似无关的“大脑解剖学属性、
生理学属性和精神物理学属性”
统统联系起来
随着时间流逝
依然保持着自身特性
徐彬水彩：屋顶的节奏
76cmX54cm 2019年 纸面水彩
叶子上、树上
蚊子身上
反法西斯集会中穿黑衣的抗议者们身上，
以及生活于运河船上的人们身上
每个人都“披着”隐形斗篷
斗篷之下是一个个不同的生命系统
个个系统都在最大限度地减少自由能量
最大限度地减少自由能量时
就是在降低意外度
任何抵抗紊乱与解体倾向的生物系统
都会遵循自由能量原理
徐彬水彩：同里古镇·中元桥
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
2013年，弗里斯顿运作了一个模型，
模拟一个充满浮动分子的原始汤
产生了类似于结构化生命的东西
与大脑一样，单细胞生物
也具有降低意外度的机制
随着自组织生物系统的发展
人的大脑会变得非常复杂
人的大脑汲取数十亿身体感受器里的信息
十分高效地将这些信息
组装成一个准确的外部世界模型
大脑是一个奇妙的器官
幻演外部世界的假设
用来解释数不胜数的万物模式
它所接受的感官信息流
在预测一轮又一轮的感官信息时
根据感官的回传信息
不断作出推断
更新信念
并试图最小化预测误差信号
徐彬水彩：同里古镇·春
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
大脑运行理念很像贝叶斯概率机
弗里斯顿认为贝叶斯模型
就是自由能量原理的基础
自由能量甚至可说是
“预测误差”的粗略同义词
贝叶斯模型的局限性
在于它只能解释信念与知觉之间的相互作用
并不影响身体外形或肢体动作
比如，它不会驱动你离开椅子
徐彬水彩：好大一片菜花地
38cmX54cm 2019年 纸面水彩
使用“主动推理”一词
来描述世界上的有机体
最大限度地降低意外度
当大脑做出的预测
尚未被感官回传的信息即刻证实时
大脑可能通过以下两种方式之一
来最小化自由能量：
修改预测，去接受意外度
容许错误，更新外部世界模型
或者，使预测成真
预测性编码理论认为
感知、运动控制、记忆等大脑功能
都是大脑通过模拟预期未来
并与当下的实际体验进行比较
才得以实现
徐彬水彩：好大一片菜花地2
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
自由能量原理
解释我们所做的一切：
感知、行动、计划、解决问题
当一个人坐车去办事时
他通过确认自己的假设
甚至是自己的幻想
以此行动来最小化自由能量
将行动和运动
转化成数学等式
徐彬水彩：江南迷思
38cmX54cm 2019年 纸面水彩
知觉本身“被行动所奴役”
为了收集信息
眼睛会注视物体
横隔膜将空气吸入鼻子
手指会在物体表面产生摩擦
所有这些精细运动
都存在于一个能作出更多计划、探索
和行动的连续统一体中
这种“知识觅食”的探索
对周围事物进行采样检验
以确保预测成为一种自我实现的预言
当预言无法自我实现时
会发生什么呢？
一个被意外度打败的生命系统
是怎样的呢？
徐彬水彩：同里古镇·一线天空
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
自由能量原理
不仅仅是行动、感知和规划的统一理论
还是解释精神疾病的理论
当大脑对从感官涌入的证据信息
分配了太少或太多的注意力
精神世界就会乱套
精神分裂症患者
可能无法更新
他们大脑建立的外部世界模型
来解释输入的视觉信息
一个正常人看到的
可能是一位友善的邻居
但患者可能会看到
却是一只巨大、邪恶的“乌鸦
如果思考大多数神经系统疾病
会发现它们只是破碎的信念
或错误的推断
也就是幻觉和妄想
徐彬水彩：幻觉
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
自闭症是因为大脑预期出了问题吗？
预测性编码理论认为
患有自闭症的人
当感官输入推翻大脑期望的时候
便会出现标志性的症状
科学家已经从许多案例
了解到哪些脑区域
在不同的失调症状下
会出现运转故障
以及哪些神经信号会被破坏掉
了解哪些突触、哪些连接不正常
当细胞陷入迷惑时
会作出错误推理
癌症和肿瘤
可能是这种错误推理的产物
徐彬水彩：吃了一惊
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
自由能量原理
为心智的运转和失灵
提供了各自统一的解释
它帮助我们重新构建心智体系
人们拥有的并非是单一、狭义的目标
神经网络背后的思维
是该按照我们人类的方式去思考
根据自由能量原理的解释
人类思维的根本动力
不是寻求一些任意的外在奖励
而是为了最小化预测误差
通过主动推理来推断自己的行为
徐彬水彩：别出声
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
自由能量模型的美妙之处
在于它允许人工主体
在任何环境中行动
哪怕是一个崭新、未知的环境
使你的主体能够应对复杂任务
自由能量主体能为自己
带来自我内在奖励
降低意外度
进行“知识觅食”
主动推理逐渐渗透到
更为主流的深度学习研究中
自由能量原理
演变成了科幻作家艾萨克·阿西莫夫笔下
真实版的“心理史学”
一种虚构的学科体系
旨在浓缩全部心理学
历史和物理学成一门统计科学
徐彬水彩：梳头
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
在1951年出版的《基地》中
阿西莫夫虚构的一个人物
将“心理史学”定义为“数学的一个分支
研究大规模人类群体
对恒定社会与经济刺激的反应”
小镇上某个“小咖啡馆里的独坐女孩
”突然发现了如何让这个世界
变得“美好而快乐”的秘密
她还未来得及打电话告诉其他人
突然一场可怕、愚蠢的灾难降临了
这个秘密便从此消失
人们并不清楚自由能量原理
是否就是那个让世界
变得美好幸福的“秘密”
自由能量原理是一个“仿佛”概念
它即便称不上“万物理论”
也似乎扩展到了心理史学般的存在
它探索和解释生物自组织
能否用最简单的方法来解释万物
徐彬水彩：吻
54cmX38cm 2019年 纸面水彩
卡尔·弗里斯顿（Karl Friston）
神经学家
弗里斯顿的办公室
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