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自我证明的大脑

期刊:noûsDOI:10.1111/nous.12062

类型b:学术报告

作者与机构
本文作者为Jakob Hohwy,来自Monash University。论文发表于期刊Noûs 2016年第50卷第2期(页码259-285),标题为“The Self-Evidencing Brain”。

主题与背景
本文的核心主题是探讨预测误差最小化(Prediction Error Minimization, PEM)理论在神经科学和哲学中的意义,尤其是其对心智与世界关系的理解带来的深刻影响。PEM理论认为,大脑的核心功能是通过不断最小化预测误差来推断外部世界的状态。这一理论在神经科学领域迅速崛起,并被认为将在未来主导心智与大脑的研究。

Hohwy在本文中假设PEM理论成立,并进一步论证该理论意味着大脑本质上是“自我证明”(self-evidencing)的。这一观点要求在大脑与其环境之间划定一个证据边界(evidentiary boundary),从而定义了心智与世界的关系。这种边界不仅为怀疑论打开了大门,还表明心智在推理上是相对封闭的,且更倾向于神经中心主义(neurocentric)的颅骨内定位,而非当前流行的具身(embodied)、延展(extended)或生成(enactive)认知理论所主张的观点。

主要观点与论证

  1. 预测误差最小化(PEM)理论的核心机制
    PEM理论认为,大脑的唯一功能是通过最小化预测误差来推断世界的状态。具体而言,大脑基于其内部模型生成对感官输入的预测,并通过比较预测与实际输入之间的误差来更新模型。这一过程不仅适用于感知,还扩展到注意力和行动。例如,感知是通过调整假设参数来最小化误差,注意力通过优化预测误差的精度权重(precision weighting)来实现高效误差最小化,而行动则是通过改变感官输入以匹配假设。

支持这一观点的证据包括计算模型、神经影像学和心理物理学研究。PEM理论还具有强大的统一性,能够涵盖信息论、强化学习、滤波理论等多种理论框架,并能解释感知和行动现象学中的许多谜题。

  1. 自我证明的大脑与证据边界
    Hohwy提出,PEM本质上是一种“最佳解释推理”(inference to the best explanation),其获胜假设是能够以最高后验概率解释感官输入的假设。这种推理模式形成了一个“解释-证据循环”(explanatory-evidentiary circle, EE-circle),即假设解释证据的同时,证据又反过来支持假设。这种循环虽然看似有循环论证之嫌,但在科学推理中是常见的认知模式。

然而,这种循环也带来一个问题:当有人对证据的真实性提出新的怀疑时(例如,脚印可能是恶作剧者伪造的),我们无法用假设本身来反驳这种怀疑。这揭示了证据边界的存在:大脑只能通过内部模型推断外部隐藏原因,而无法直接访问这些原因。这种边界使得心智在推理上是封闭的,并为怀疑论(如“缸中大脑”假设)提供了空间。

  1. PEM对具身、延展和生成认知理论的挑战
    当前认知科学中流行的具身、延展和生成认知理论强调心智与身体、环境的紧密耦合,认为心智并非局限于大脑,而是通过身体和环境的互动得以实现。然而,Hohwy认为PEM理论与这些观点存在根本冲突。

    • 延展认知:PEM认为外部对象(如笔记本或智能手机)虽然可以作为特别受信任的环境输入源,但它们仍然是大脑模型中的隐藏原因,而非心智的一部分。
    • 具身认知:尽管身体在主动推理中扮演关键角色(例如通过运动改变感官输入),但身体状态仍是被推断的隐藏原因,而非心智的直接组成部分。
    • 生成认知:即使行动看似是心智与世界的直接耦合,PEM仍将其视为一种统计推断过程,而非无缝的环境互动。
  2. 行动的推断本质
    Hohwy进一步指出,行动本身也是PEM框架下的推断过程。例如,当大脑预测某种运动状态(如手臂移动)时,它会通过脊髓反射弧实现这一预测,而非直接“命令”身体行动。这一过程的触发依赖于对当前感官输入精度的预期下降,即大脑会逐渐降低对当前输入的信任,从而更倾向于通过行动改变输入以匹配预测。

这一观点得到了一些实验支持,例如自我生成输入(如自我挠痒)的感官衰减现象。这表明行动并非直接与世界互动,而是大脑内部模型的统计优化结果。

论文的意义与价值
本文的意义在于:
1. 理论贡献:Hohwy通过PEM理论为心智的封闭性和神经中心主义提供了强有力的论证,挑战了当前主流的具身、延展和生成认知理论。
2. 哲学影响:PEM理论重新引入了怀疑论问题,并揭示了心智与世界关系的推断本质。
3. 方法论价值:PEM框架展示了如何通过统一的计算模型解释感知、注意力和行动,为认知科学提供了新的研究方向。

亮点
1. 提出了“自我证明的大脑”概念,揭示了PEM理论的哲学内涵。
2. 系统性地反驳了具身、延展和生成认知理论的核心主张。
3. 将行动重新定义为统计推断过程,为理解运动控制提供了新视角。

其他有价值的内容
Hohwy还讨论了嵌套代理(nested agents)的可能性,即大脑的层级结构中可能存在多个自我证明的子系统。这一观点为理解心智的复杂结构提供了新的思路。

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