一个框架整合大脑理论

2023-10-24 10:14:15 浏览数 (1)

Active Inference: The Free Energy Princi ple in Mind, Brain, and Be hav ior

Preface by Karl Friston:

序言:

主动推理是理解感知行为的一种方式。你正在阅读这几行文字的事实意味着你正在进行积极的推理——也就是说,以一种特殊的方式积极地探索世界——因为你相信你会学到一些东西。你用你的眼睛触摸这一页,仅仅是因为这是一种可以解决不确定性的行为,不确定性是关于你接下来会看到什么,以及——事实上——这些文字传达了什么。简而言之,主动推理将行为置于感知之中,从而将感知视为感知推理或假设检验。主动推理甚至更进一步,认为计划就是推理——也就是说,推断你下一步要做什么来解决你生活世界的不确定性

为了说明主动推理的简单性——也是我们试图解释的——把你的指尖轻轻地放在你的腿上。让他们在那里一动不动一两秒钟。现在,你的腿感觉粗糙还是光滑?如果你不得不移动手指来表示粗糙或光滑的感觉,你已经发现了主动推理的基础。感觉就是触摸。看就是看。听就是听(To feel is to palpate. To see is to look. To hear is to listen)。这种触诊不一定是公开的——我们可以通过将注意力转向这个或那个来秘密地行动。简而言之,我们不是简单地试图理解我们的感觉;我们必须积极地创造我们的感觉。在接下来的内容中,我们将会看到为什么会这样,为什么我们所感知的,所做的,或所计划的一切都在一个存在主义的必要条件的范围内——自我证明

主动推理不仅仅是阅读或认知搜寻。在一种观点看来,这是所有生物和粒子都会做的事情,

由于他们的存在。这听起来像是一个强有力的主张;然而,它说明了一个事实,即主动推理继承了一个自由能量原理该原理将存在等同于自证并将自证等同于一种生成性推理。然而,这本书与感知系统的物理学无关。它的焦点是这种物理学对理解大脑如何工作的影响。

正如几千年的自然哲学和几个世纪的神经科学所见证的那样,理解这一点并不容易。 虽然人们可以在对自组织行为的第一原理解释中找到主动推理的根源(即类似于汉密尔顿静止作用原理的变分原理),但在询问特定大脑如何工作以及它与另一个大脑有何不同时,第一原理没有太大帮助。例如,当谈到理解为什么我有两只眼睛或说法语时,致力于自然选择的进化论丝毫没有帮助。

这本书是关于使用原则来构建神经科学和人工智能中的关键问题。要做到这一点,我们必须超越原则,掌握原则适用的机制。

因此,主动推理——及其伴随的贝叶斯机制——是用来构建关于我们如何感知、计划和行动的问题的。至关重要的是,它并不旨在取代其他框架,如行为心理学、决策理论和强化学习。 相反,它希望在一个统一的框架内包含所有那些被证明非常成功的方法。在接下来的内容中,我们将特别关注将心理学、认知神经科学、实践论、动物行为学等领域的关键概念与主动推理中的信念更新演算及其相关的过程理论联系起来。

关于过程理论,我们指的是关于信念更新是如何通过大脑中的神经元(和其他生物物理)过程实现的理论。到目前为止,主动推理方面的工作提供了一套相当简单的计算架构和模拟工具,既可以模拟大脑功能的各个方面,又可以让人们进行测试 关于不同计算架构的假设。然而,这些工具只解决了一半的问题。主动推理的核心是一个生成模型——也就是说,一个不可观察的原因如何产生可观察的结果——我们的感觉——的概率表示。获得正确的生成模型——作为对任何实验对象或生物的感知行为的恰当解释——是一个巨大的挑战。

这本书试图解释如何迎接这一挑战。第一部分建立了第二部分中用到的基本思想和形式——以说明如何在实践中应用它们。简而言之,这本书是为那些想要使用主动推理来模拟和模拟有感觉的行为的人而写的,服务于科学探究或者可能是人工智能。因此,它侧重于那些理解和实现一个主动推理方案所必需的想法和程序,而不会被一方面是感知系统的物理或另一方面是哲学所分心。

第一章

第二章

第三章

自由能一书金句摘录及图表

世界模型为什么效果好、自由能世界模型的理论高度和潜力(信息量大)

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