卡尔·弗里斯顿：我和我的马尔可夫毯：能动推理和最小自由能原理

CASIP与Fudan PSI讲座

我们如何能理解作为有知觉生物的我们自己？在知觉行为之下隐藏的原则是什么？本报告将用最小自由能原理在能动推理方面作出说明。首先，我们将从物理的角度试图去理解知觉，即将其本身与所处的环境区别开来的自组织系统的属性必须存在。接下来我们从神经生物学家的角度重新叙述这一个故事，试图去理解大脑的功能结构。故事将从一个启发式的证明（和对原始汤的模拟）开始，它（们）揭示了生命，或者称之为生物学自组织，是具有马尔可夫毯的任何动力学系统所具有的必然的涌现性质。这个结论基于以下论证：如果一个系统可以与它的环境背景区别开来，它的内部状态和外部状态必然是条件独立的。这样的独立性导出区分内部状态和外部状态的马尔可夫毯。关键在于，这给予了内部状态以一种信息几何学，适用于对被称为外界状态的概率信念。这种自由能也是在贝叶斯推理和机器学习中被最优化的量（在机器学习中被称为证据下界（ELBO））。简而言之，内部状态会表现出推断外部世界并行动作用于外部世界以保持其完整性。这导出了一种贝叶斯机制，它可以简洁地被总结为自证性。在报告的第二部分，我们将会用模拟大脑中的贝叶斯信念更新来剖析这些概念并将它们与预测处理和知觉行为联系起来。