自由能原理

自由能原理是一个雄心勃勃的设想，它试图用一条规则来解释生物为何如此行事：每个有机体都在不断努力，让世界尽量不要让自己感到意外。可以把大脑想象成一台不知疲倦的猜测机器，它在内部保有一套模型，预期下一刻会感受到什么——房间的温度、朋友的面孔、脚下大地的触感。当现实与猜测吻合时，一切平静；当现实出现偏差时，这种不匹配就是一种意外。该原理认为，大脑（乃至身体，甚至单个细胞）天生就是要让这种意外随时间尽可能地小。它们实际要最小化的量，是意外的一个数学替身，称为变分自由能，这正是该原理名称的由来。

缩小预期与现实之间差距的方法有两种，该原理认为有机体两者并用。其一是更新内部的猜测，使之更贴合传入的证据——这就是知觉，在悄无声息中修正你的模型，直到它与感官相符。其二是对世界采取行动，使你的感官转而符合猜测——如果你预期手会握住一只温热的杯子，你便伸手把它抓住，让预测成真。通过行动来兑现自己的预测，被称为主动推断。如此看来，知觉与行为只是同一件事的两面：都是在压低预测误差。支持者将它视为一个候选的宏大理论，能把学习、行动、注意，乃至生物为何能够存活都串联起来；批评者则指出它过于抽象，难以与对立的解释相区分而接受检验。无论如何，它都已成为理论神经科学中最受热议的框架之一。