自由能原理

自由能原理是一個雄心勃勃的設想，它試圖用一條規則來解釋生物為何如此行事：每個有機體都在不斷努力，讓世界盡量不要讓自己感到意外。可以把大腦想像成一台不知疲倦的猜測機器，它在內部保有一套模型，預期下一刻會感受到什麼——房間的溫度、朋友的面孔、腳下大地的觸感。當現實與猜測吻合時，一切平靜；當現實出現偏差時，這種不匹配就是一種意外。該原理認為，大腦（乃至身體，甚至單個細胞）天生就是要讓這種意外隨時間盡可能地小。它們實際要最小化的量，是意外的一個數學替身，稱為變分自由能，這正是該原理名稱的由來。

縮小預期與現實之間差距的方法有兩種，該原理認為有機體兩者並用。其一是更新內部的猜測，使之更貼合傳入的證據——這就是知覺，在悄無聲息中修正你的模型，直到它與感官相符。其二是對世界採取行動，使你的感官轉而符合猜測——如果你預期手會握住一只溫熱的杯子，你便伸手把它抓住，讓預測成真。透過行動來兌現自己的預測，被稱為主動推斷。如此看來，知覺與行為只是同一件事的兩面：都是在壓低預測誤差。支持者將它視為一個候選的宏大理論，能把學習、行動、注意，乃至生物為何能夠存活都串聯起來；批評者則指出它過於抽象，難以與對立的解釋相區分而接受檢驗。無論如何，它都已成為理論神經科學中最受熱議的框架之一。