“自由能原理”是认知神经科学与理论生物学中的一个总体框架(常与卡尔·弗里斯顿 Karl Friston 相关),主张生物体为了维持生存与稳态,会通过感知、学习与行动不断减少对世界与自身状态的“意外/惊讶”(surprise)。在数学上,这通常以最小化一种称为“(变分)自由能”(variational free energy)的量来表达,用来近似并降低真实“惊讶”的上界。该术语在不同文献中还有更技术化的表述与延伸。
/friː ˈɛnərdʒi ˈprɪnsəpəl/
The free energy principle suggests the brain is constantly predicting what will happen next.
自由能原理认为,大脑一直在预测接下来会发生什么。
Under the free energy principle, perception and action work together to minimize uncertainty by updating beliefs and sampling the environment.
在自由能原理框架下,知觉与行动协同工作:一方面更新内部信念,另一方面通过与环境互动来减少不确定性。
“Free energy”原本来自物理与热力学(自由能是衡量系统可用能量的一类量,如亥姆霍兹自由能等)。在该原理中,“自由能”更多指变分推断里的“变分自由能”:它与概率模型中的“证据”(model evidence)相关,用于把难以直接计算的“惊讶”转化为可优化的目标。“Principle”表示这被提出为一个统一解释生命系统自组织、感知与行动的总体原则。