预测性编码

时间:2023-11-20 05:59:02

安迪·克拉克(Andy Clark):

爱丁堡大学哲学教授,著有《思维扩张》(Supersizing the Mind:Embodiment, Action, and Cognitive Extension)。

预测性编码

我相信“预测是大脑的基本机能”的观点,不仅在计算认知神经科学中非常重要,而且对于艺术、人性,以及如何理解人与世界的关系,都是非常有价值的。

“预测性编码”这一术语目前在各种领域使用广泛,但是我在这里的使用是有指向性的,即大脑基于对摄入信息的理解产生感知、观念和行为,并以此进行预测。在这个意义上,有关预测性编码有着丰富的研究成果,主要研究者有达纳·巴拉德(Dana Ballard)、托拜厄斯·埃格纳(Tobias Egner)、保罗·弗莱彻(Paul Fletcher)、卡尔·弗里斯顿(Karl Friston)、戴维·芒福德(David Mumford)和拉杰什·拉奥(Rajesh Rao)等。这些研究都使用了数学思维,并利用模型从细节上说明了这种编码如何产生感知、信念、决策和推论。

我的核心观点其实很简单:对世界的感知就是对自己感觉状态的成功预测。大脑基于已有的关于世界结构的知识,通过对事件接连发生的概率判断,预测接下来将会发生什么。当预测和现实出现冲突时,就会出现错误提示,要求修正预测,甚至改变我们原有的知识。

我们将这样的模型和过去“自下而上”的感知模型进行了比较,在“自下而上”的模型中,从信息摄入到高级模型的建立是一个渐进的过程,即从最简单的特征和功能开始,通过信息的积累不断升级,逐渐形成高级模型。但是根据预测性编码理论,情况正好相反。在大多数情况下,最高层的预测决定了最底层的简单特征和功能,因为我们对于自然和人类社会的普遍预期会层层往下设定预期的细节。

这种模型有着非常重要的意义。

首先,和世界的良好、坦承的互动其实意味着对于外部现实的准确预测。如果预测错误,那么我们起码要从错误中学习到新知识。这样看来,所有的感知都是某种形式的“熟能生巧”,并且我们无法了解感知的本质,除非它也可以通过某种方式来训练。

其次,感知的过程会变得更加重要。预测性编码模型强调,一个情境中一般最先被感知的是大致轮廓(包括直接的情绪感受),在大脑利用信息逐步完善预测的过程中,细节将越来越充实。就像我们总是先看到森林,再看到具体的某一棵树。

再次,感知和认知之间的界限变模糊了。我们感知到什么,或者我们认为自己感知到了什么,很大程度上取决于我们知道些什么;而我们知道什么,或者我们认为自己知道什么,总是来源于我们感知到了什么,或者我们认为自己感知到了什么。这在许多方面都对我们有启发,包括对许多心理和行为病灶的判断,对幻觉和错误信念共同造成的精神分裂症的解释,以及对常见的“证实偏差”的解释,即人们普遍更容易“找到”能够验证自己观点的信息,而不是那些否定自己观点的信息。

最后,如果我们不仅可以通过修正预测,而且可以通过改变预测对象来避免预测错误,那么我们就可以简洁有力地解释我们的行为和我们对环境的操纵。根据这一观点,我们可以发挥主观能动性让预测成真,促进我们的体内平衡和情绪稳定,并维护更好的人际关系。

依据我的观点,将感知理解为一种预测,能让我们更好地体会直观感受的力量和潜在危险。我们对世界的直观感受,是由我们对见识和体验的预期所决定的。预测性编码的概念提供了一种简洁可行的认知工具,它的使用范围将超越科学、法律和伦理,乃至我们的日常生活经验。