How do inner screens enable imaginative experience? Applying the free-energy principle directly to the study of conscious experience

內(nèi)在屏幕如何促成想象體驗(yàn)？——將自由能原理直接應(yīng)用于意識體驗(yàn)的研究

https://academic.oup.com/nc/article/2025/1/niaf009/8117684

• 概述 : 直接應(yīng)用FEP約束意識模型，特別是注意力控制、想象體驗(yàn)（如 episodic memory 和規(guī)劃）。探討“內(nèi)部屏幕”如何通過最小化變分自由能實(shí)現(xiàn)代理的自由行為，結(jié)合量子理論和相對論一致性。
• 推薦理由 : FEP在意識神經(jīng)科學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)模型，提供對想象和自我的新視角。

摘要
本文探討了自由能原理（FEP）對意識模型（特別是注意控制模型和想象體驗(yàn)?zāi)Ｐ?，包括情景記憶與規(guī)劃）所施加的約束。我們首先回顧了自由能原理的經(jīng)典與量子形式，重點(diǎn)關(guān)注其在多組分系統(tǒng)中的應(yīng)用——在這些系統(tǒng)中，僅部分組分直接與外部環(huán)境交互。特別地，我們討論了具有馬爾可夫毯結(jié)構(gòu)的內(nèi)部邊界所扮演的角色，這些邊界作為組分之間的經(jīng)典信息通道發(fā)揮作用。隨后，我們展示這種形式結(jié)構(gòu)如何支持注意控制與想象體驗(yàn)的模型，重點(diǎn)包括：（i）想象體驗(yàn)如何能夠利用日常非想象體驗(yàn)中使用的時空與物體識別參考框架；（ii）想象體驗(yàn)如何能在內(nèi)部生成的同時仍具有意外性。最后，我們討論了想象體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、現(xiàn)象學(xué)特征與系統(tǒng)發(fā)生學(xué)，并探討了人類想象體驗(yàn)在狀態(tài)與特質(zhì)上存在巨大個體差異所帶來的啟示。

關(guān)鍵詞：心盲癥；認(rèn)知架構(gòu)；抑郁癥；內(nèi)心言語；內(nèi)省；元認(rèn)知；規(guī)劃；視覺意象

亮點(diǎn)

• 我們提出了一種符合自由能原理（FEP）的想象體驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

• 我們特別探討了想象體驗(yàn)如何被控制，以及它為何仍可能令人感到意外。

• 我們強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)能量流動與元認(rèn)知控制在調(diào)節(jié)想象體驗(yàn)與非想象體驗(yàn)中的作用。

• 我們討論了想象體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、現(xiàn)象學(xué)特征、系統(tǒng)發(fā)生分布，以及人類想象體驗(yàn)在狀態(tài)與特質(zhì)上的個體差異。

引言

本文研究變分自由能原理（FEP）對意識理論所施加的約束。自由能原理關(guān)注的是動力系統(tǒng)，其狀態(tài)空間可在某一關(guān)注的時間段內(nèi)被劃分為某個“事物”、“粒子”或子系統(tǒng)的狀態(tài)，以及該子系統(tǒng)“環(huán)境”的狀態(tài)——后者按定義構(gòu)成整個狀態(tài)空間的其余部分（Friston, 2019）。只有當(dāng)“粒子”或“事物”及其“環(huán)境”都具有統(tǒng)計(jì)邊界（即馬爾可夫毯），并以維持其可區(qū)分性或相互條件獨(dú)立性（從而維持其邊界）的方式運(yùn)行時，這種劃分才可能成立。在這些條件下（對應(yīng)弱相互作用或稀疏耦合），該“事物”及其“環(huán)境”都擁有“內(nèi)部”狀態(tài)，不會被它們之間的交互直接擾動。

自由能原理實(shí)質(zhì)上提供了一部“詞典”，可將具有此類劃分的動力系統(tǒng)的行為描述——無論是用經(jīng)典物理學(xué)（Friston, 2019；Ramstead等, 2022）還是量子物理學(xué)（Fields等, 2022）的語言表達(dá)——翻譯為近似貝葉斯推理的語言，即貝葉斯?jié)M意化（Bayesian satisficing）。特別地，每當(dāng)一個“事物”與其“環(huán)境”以維持其相互邊界及可區(qū)分性的方式運(yùn)行時，它們各自內(nèi)部狀態(tài)的動態(tài)可被描述為在實(shí)施對彼此行為的模型（Safron, 2020），這些模型生成并檢驗(yàn)對彼此行為的預(yù)測；其中，每個系統(tǒng)作用于對方邊界的“動作”（即信息輸出），構(gòu)成對方系統(tǒng)的“感覺”（即信息輸入）。

自由能原理并未對“意識”一詞給出任何特定定義，其本身也不是意識理論（Hohwy & Seth, 2020）。然而，由于FEP為所有能從環(huán)境中區(qū)分出來的系統(tǒng)——從內(nèi)部信息處理到輸入/輸出行為——提供了基于推理的規(guī)范性描述，它間接約束了意識理論：它賦予意識在典型意識系統(tǒng)（包括所有生物體）中所必需的最小結(jié)構(gòu)（如感知推理），并更廣泛地適用于所有與環(huán)境稀疏耦合的物理系統(tǒng)。它將那些既根據(jù)環(huán)境輸入調(diào)整行為、又通過作用于環(huán)境來改變環(huán)境的系統(tǒng)刻畫為“主體”（Safron, 2020；Safron, 2021a；Friston等, 2022），確切地說是貝葉斯主體，其主體性程度與所部署模型的表征能力及時間深度相關(guān)（Friston等, 2022）。

從物理系統(tǒng)角度采用這種“主體”視角可能顯得反直覺，但正如康威-科亨“自由意志”定理所示（Conway & Kochen, 2006；Conway & Kochen, 2009），若要與非超決定論量子理論和狹義相對論保持一致，則必須將所有物理實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)視為“自由”的——即其行為并非由環(huán)境因果決定；詳見Fields與Levin（2025）的進(jìn)一步討論。

通過將動力系統(tǒng)視為主體，并將它們之間的物理交互解釋為由內(nèi)部、基于模型的貝葉斯推理所中介的“感覺-動作”循環(huán)，F(xiàn)EP對感覺理論——從而對感覺意識理論——提出了一個簡單約束：它暗示系統(tǒng)“體驗(yàn)”的是其邊界上“寫入”的內(nèi)容（Fields等, 2021）。必須強(qiáng)調(diào)的是，這里的“邊界”是信息邊界——狀態(tài)空間中的邊界——通常并不等同于直觀的空間邊界，如細(xì)胞膜或生物體的皮膚?！案杏X”包括環(huán)境作用于信息邊界所寫入的內(nèi)容，也可能包括下文將詳述的內(nèi)部過程作用于信息邊界所寫入的內(nèi)容。

雖然FEP的經(jīng)典形式對系統(tǒng)還能體驗(yàn)什么內(nèi)容保持沉默，但其量子形式對具有特定內(nèi)容的體驗(yàn)施加了進(jìn)一步約束。在量子形式中，經(jīng)典信息——具有特定內(nèi)容的信息——僅編碼在信息邊界上（Fields等, 2022明確證明）。量子形式通過在任何未糾纏系統(tǒng)之間誘導(dǎo)此類邊界來彌補(bǔ)這一點(diǎn)（Fields, 2024）；因此，量子FEP要求所有非純量子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)——即具有相互條件獨(dú)立組分的系統(tǒng)——必須具有內(nèi)部邊界。因此，量子形式可被解讀為：所有具有特定內(nèi)容的體驗(yàn)在FEP語境下均為“感覺”體驗(yàn)（Friston等, 2020），并將其與所有相互條件獨(dú)立系統(tǒng)之間的邊界相關(guān)聯(lián)。

量子形式的FEP完全無尺度限制，以相同形式適用于所有物理系統(tǒng)；事實(shí)上，它直接源于信息被量子化為離散單元（Fields等, 2022）。當(dāng)系統(tǒng)間的信息流（即因果影響）足夠大、可被視作連續(xù)時，便得到經(jīng)典形式——這實(shí)質(zhì)上是一種低分辨率或“宏觀”近似。必須強(qiáng)調(diào)的是，F(xiàn)EP的兩種形式均未直接涉及這些體驗(yàn)的語義或“對擁有它們的系統(tǒng)而言是什么感受”。從生物學(xué)角度看，將預(yù)測誤差與負(fù)性效價（因而與壓力）關(guān)聯(lián)是自然的，但絕非邏輯必然（Peters等, 2017；Linson等, 2020；Fields等, 2021；Hesp等, 2021）。

然而，將“體驗(yàn)”等同于跨越馬爾可夫毯的輸入，在應(yīng)用于復(fù)雜生物體（尤其是人類）時引發(fā)了一個明顯問題：它似乎將意識限制于對外部環(huán)境的意識，因此雖然與人類或其他系統(tǒng)執(zhí)行如規(guī)劃等復(fù)雜認(rèn)知任務(wù)相容，卻似乎排除了對這些任務(wù)執(zhí)行過程本身的任何體驗(yàn)。事實(shí)上，它似乎排除了所有想象性（即反事實(shí)）體驗(yàn)，包括記憶體驗(yàn)、規(guī)劃、夢境、內(nèi)省思維等。這類體驗(yàn)涉及感覺，如內(nèi)心言語的聽覺感受、自我生成意象的視覺感受、或想象運(yùn)動的動覺感受（Kosslyn等, 2001），但這些感覺的因果來源并非外部環(huán)境，甚至也不是如體感或動覺那樣來自腦干以下的身體部分。

正如Fields等（2021）指出，若要維持“體驗(yàn)”等于跨越并編碼于邊界上的輸入這一等式，就必須假設(shè)：任何具有想象體驗(yàn)的系統(tǒng)內(nèi)部存在信息邊界，或稱“內(nèi)在屏幕”，以供此類“內(nèi)在”體驗(yàn)編碼。這就引出一個明顯問題：對于某個具有想象力的系統(tǒng)S，S的體驗(yàn)——區(qū)別于S任何子組分可能具有的體驗(yàn)——是寫在一個信息邊界上，還是寫在兩個或更多邊界上？如果答案是兩個或更多，那么如何確保寫在這些多重邊界上的體驗(yàn)都屬于S，而非多個比S更小的獨(dú)立系統(tǒng)的體驗(yàn)？這是任何“內(nèi)在屏幕”理論都必須回答的問題。

當(dāng)然，將體驗(yàn)視為編碼在“內(nèi)在屏幕”上的觀念絕非新穎；Baars（2005）的全局工作空間理論（GWT）明確假設(shè)了一個內(nèi)部“意識劇場”，而自笛卡爾以來的傳統(tǒng)意識思考中也隱含了這一觀念。從非正式、直覺的角度看，將民間心理學(xué)中的“心智”或“內(nèi)心世界”視為某種內(nèi)在屏幕也并非不合理。從非正式、直觀的角度看，想象在“精神生活”概念中扮演重要角色，似乎正是意識的標(biāo)志；例如，“未被體驗(yàn)的內(nèi)心言語”這一短語聽起來就像個矛盾修辭。

本文的目標(biāo)是確定這些非正式觀念是否能夠、以及如何通過自由能原理（FEP）變得更加嚴(yán)謹(jǐn)，特別是它們是否能夠嚴(yán)格符合“系統(tǒng)S的所有體驗(yàn)均編碼于S的信息邊界上”這一要求。如前所述，F(xiàn)EP本身并非意識理論，也未說明其所刻畫的主體所執(zhí)行的任何內(nèi)部信息處理——例如在規(guī)劃過程中計(jì)算不同策略結(jié)果的預(yù)期自由能——是否是有意識地完成的。因此，我們在此的目標(biāo)是：為滿足先前提出的任何體驗(yàn)所必需條件（例如Whyte等，2024年提出的“時間粗?；睏l件）的系統(tǒng)，明確其產(chǎn)生想象體驗(yàn)所必需的條件。我們將特別聚焦于與任何“內(nèi)在屏幕”構(gòu)造相關(guān)的三個問題。

第一個問題是：一個符合FEP的架構(gòu)是否能夠、以及如何支持被體驗(yàn)到的元認(rèn)知控制，包括通過自上而下調(diào)節(jié)貝葉斯精度實(shí)現(xiàn)的被體驗(yàn)到的注意控制。雖然顯而易見，一般的層級預(yù)測編碼模型可以支持注意控制，但尚不清楚此類模型是否普遍對“體驗(yàn)”這種控制施加了任何約束——無論是在整個主體層面，還是在其組分層面。例如，Bennett等（2024）和Laukkonen與Chandaria（2024）最近提出的模型，雖然整合了層級預(yù)測編碼與注意控制，但似乎并未將注意控制的“體驗(yàn)”定位到任何邊界（無論是外部還是內(nèi)部）。

第二個問題是：想象體驗(yàn)如何能夠運(yùn)用與普通非想象體驗(yàn)相同的時空與物體識別參考框架——如概念、類別、屬性、坐標(biāo)系等（Kosslyn等，2001）。當(dāng)面對“由誰體驗(yàn)？”這一問題時，傳統(tǒng)內(nèi)在屏幕模型通常假設(shè)存在一個“內(nèi)在觀察者”，其擁有解釋“內(nèi)在屏幕”所顯示內(nèi)容所需的一切概念結(jié)構(gòu)。正如Maturana與Varela（1980）及許多學(xué)者所指出的，任何要求“內(nèi)在觀察者”復(fù)制整個觀察者所擁有的概念結(jié)構(gòu)的模型都是循環(huán)論證，因而不具備解釋力。一個可接受的、符合FEP的想象體驗(yàn)?zāi)Ｐ捅仨氄f明：目標(biāo)主體如何既能作為“體驗(yàn)者”感受外部與內(nèi)部生成的感覺，又能作為“行動者”執(zhí)行對外與對內(nèi)導(dǎo)向的動作，同時在這兩種情況下使用相同的物理實(shí)現(xiàn)的概念結(jié)構(gòu)，并作用于相同的信息邊界。它還必須解釋：為何某些主體（包括大多數(shù)人類）能夠在伴隨想象體驗(yàn)的有意行為（如通過內(nèi)心言語或視覺化“思考”）與缺乏此類想象體驗(yàn)的“自動化”行為（如在“心流”狀態(tài)下執(zhí)行熟練動作）之間自由切換。

第三個問題是：既然想象體驗(yàn)是內(nèi)部生成的，它們?yōu)楹稳阅芟瘳F(xiàn)實(shí)中那樣經(jīng)常令人感到意外，且必須具有意外性才能具備認(rèn)知效用？

當(dāng)然，我們并非第一個嘗試構(gòu)建符合FEP的綜合性意識理論的人；關(guān)于先前的綜述性討論，可參見Whyte等（2022）或Wiese與Metzinger（2017）。其中一個值得注意的嘗試是“整合世界建模理論”（IWMT）（Safron, 2020；Safron, 2022），該理論試圖將FEP與另外兩個主流意識理論——全局工作空間理論（GWT）和整合信息理論（IIT 3.0）（Tononi, 2015；Tononi等, 2016）——進(jìn)行整合。另一類研究聚焦于主動推理在選擇“勝出假設(shè)”（對應(yīng)于意識知覺內(nèi)容，如雙眼競爭范式中所見）中的作用（Hohwy, 2013；Hohwy, 2022；Hohwy等, 2008；Parr等, 2019），也從FEP理論視角出發(fā)，闡釋支持多種不同意識理論的實(shí)證證據(jù)。最近，Whyte等（2024）提出，主動推理框架可被解釋為對任何意識理論設(shè)定約束條件。其中之一是：任何系統(tǒng)所“體驗(yàn)”的內(nèi)容是其后驗(yàn)概率分布的（某個子集），這一要求若將馬爾可夫毯（MBs）上的編碼視為粗粒化，則與我們下文所述內(nèi)容一致。本研究與以往工作的不同之處在于，我們采取了一種明確的架構(gòu)方法，將復(fù)雜認(rèn)知主體的每個組分本身視為必須應(yīng)對自身直接環(huán)境的主體——在大多數(shù)情況下，該環(huán)境主要甚至完全由復(fù)雜主體的其他組分構(gòu)成。我們的目標(biāo)是展示：在復(fù)雜主體整體層面上的主動推理，如何可被重新描述為其組分主體的集體行為，從而說明整個復(fù)雜主體的體驗(yàn)如何與其組分主體的體驗(yàn)相關(guān)聯(lián)。因此，本研究可被視為朝向識別“任何可被賦予此類體驗(yàn)的實(shí)體實(shí)現(xiàn)想象性意識所必需（盡管尚未證明充分）條件”的一步。

本文結(jié)構(gòu)如下：我們首先簡要回顧FEP的經(jīng)典與量子形式，并發(fā)展一個適用于任意系統(tǒng)的顯式形式框架，用于規(guī)定感知與行動能力，以及空間與時間的表征。我們還提供熱力學(xué)自由能（在生命系統(tǒng)中即新陳代謝）流動的顯式表征，以及系統(tǒng)如何利用環(huán)境來源的熱力學(xué)自由能驅(qū)動認(rèn)知處理。接著，我們構(gòu)建一個最小化的主動推理主體模型，該模型具有多模態(tài)感知與行動能力，并使用元認(rèn)知控制器差異化分配熱力學(xué)資源與注意力，以應(yīng)對環(huán)境的不同交互方式。該系統(tǒng)能夠規(guī)劃——即計(jì)算預(yù)期自由能，并通過算法選擇預(yù)期自由能最小的策略（EFE）——因而滿足Whyte等（2024）所建議的意識標(biāo)準(zhǔn)。然而，該系統(tǒng)不會將任何想象體驗(yàn)與這種認(rèn)知活動相關(guān)聯(lián)；它體驗(yàn)自身行為的方式，類似于一位患有完全多模態(tài)心盲癥（aphantasia）（Zeman, 2024）的人所體驗(yàn)的方式。隨后，我們對該模型進(jìn)行最小擴(kuò)展，使其能夠產(chǎn)生想象體驗(yàn)。我們討論這兩個模型之間的差異如何幫助我們捕捉人類想象體驗(yàn)在狀態(tài)與特質(zhì)層面的變異范圍。最后，我們總結(jié)由此分析得出的核心概念與預(yù)測。

預(yù)備知識：自由能原理簡介

自由能原理的經(jīng)典形式

自由能原理（FEP）是一種數(shù)學(xué)原理，類似于最小作用量原理，可用于推導(dǎo)動力系統(tǒng)的力學(xué)，即描述其可觀測動力學(xué)的運(yùn)動方程（Friston, 2019；Ramstead等, 2023；Ramstead等, 2024）。正如我們可以將最小作用量原理視為支撐經(jīng)典力學(xué)的變分原理，我們也可以將FEP視為描述概率信念如何隨時間演化的變分原理；這一領(lǐng)域被稱為“貝葉斯力學(xué)”（Ramstead等, 2023；Sakthivadivel, 2022）。

FEP從第一性原理出發(fā)，解釋了為何任何物理存在的“事物”看起來都像是在推理與其耦合但又可與之分離的環(huán)境的屬性（Ramstead等, 2023）。換句話說，F(xiàn)EP為我們提供了一種建模方法：任何物理存在的“事物”的動力學(xué)，本身就是在建模構(gòu)成其嵌入環(huán)境的其他“事物”的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)（Ramstead等, 2024）。

FEP形式化的核心構(gòu)造是馬爾可夫毯（Markov Blanket, MB），它將一個“事物”或粒子與其環(huán)境分隔開——同時也將二者耦合起來（Ramstead等, 2023；Ramstead等, 2024；Sakthivadivel, 2022）。馬爾可夫毯使某一事物的內(nèi)部狀態(tài)與其非所屬的外部狀態(tài)之間保持條件獨(dú)立。在應(yīng)用FEP研究感知-行動循環(huán)的“主動推理”分析中（Parr等, 2022），通常進(jìn)一步將馬爾可夫毯分解為感覺狀態(tài)與主動狀態(tài)（Palacios等, 2020）。根據(jù)定義，感覺狀態(tài)影響內(nèi)部狀態(tài)但不受其影響；而對稱地，主動狀態(tài)影響外部狀態(tài)但不受其影響。圖1對此進(jìn)行了圖示。

通俗地說，F(xiàn)EP指出：如果一個系統(tǒng)可以被劃分為具有馬爾可夫毯的“事物”，那么這些“事物”看起來就像是在編碼并更新關(guān)于與其耦合的其他“事物”的概率信念。更精確地說，F(xiàn)EP指出：當(dāng)它們存在時，隨機(jī)動力系統(tǒng)中具有馬爾可夫毯的子集，看起來就像是在推理、估計(jì)或“追蹤”系統(tǒng)其他子集的概率分布參數(shù)。這是因?yàn)?，任何具有馬爾可夫毯的“事物”的動力學(xué)或可觀測行為，都可以被解讀為在“驚訝”（surprise）梯度上的梯度流；而任何在驚訝梯度上流動的東西，在數(shù)學(xué)上都是一種推理形式（Ramstead等, 2024）。

在此框架下，我們可以用“驚訝”或其上界（稱為變分自由能）的梯度流，來表達(dá)“事物”的主動狀態(tài)與內(nèi)部狀態(tài)的動力學(xué)。變分自由能是一個可計(jì)算的量，它依賴于感覺狀態(tài)生成的數(shù)據(jù)，以及一個關(guān)于外部狀態(tài)如何引起感覺狀態(tài)的生成模型（Friston, 2010）；此處“引起”一詞是在動力系統(tǒng)的直接意義上使用的，即一個狀態(tài)之所以引起另一個狀態(tài)的變化，是因?yàn)榍罢哌M(jìn)入了后者的運(yùn)動方程（Ramstead等, 2023）。實(shí)際上，這允許我們將自主（即內(nèi)部與主動）動力學(xué)解釋為一種推理過程：通過變化使變分自由能最小化，或等價地，使生成模型的證據(jù)最大化。這有時被稱為“自證”（self-evidencing）（Hohwy, 2016）。

在一個符合FEP的系統(tǒng)中，粒子的內(nèi)部狀態(tài)看起來像是在更新關(guān)于其感覺狀態(tài)之因果來源的概率表征。需要注意的是，這種描述永遠(yuǎn)無法直接驗(yàn)證，因?yàn)橹灰R爾可夫毯保持完整，內(nèi)部狀態(tài)就是不可訪問的：正如系統(tǒng)只能通過其馬爾可夫毯觀察環(huán)境，環(huán)境也只能通過該毯觀察系統(tǒng)。

這種由內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)化的概率表征，是對外部狀態(tài)的變分密度。粒子通過該變分密度的演化來建模其環(huán)境。值得指出的是，這種“表征”概念與文獻(xiàn)中其他用法存在顯著差異，特別是傳統(tǒng)哲學(xué)心理語義學(xué)中將“表征”理解為因果-信息依賴關(guān)系的觀點(diǎn)（Dretske, 1981；Fodor, 1990；Usher, 2001），這種觀點(diǎn)曾遭到Maturana與Varela（1980）等人嚴(yán)厲批評。廣義而言，Dretske（1981）、Fodor（1990）等人假設(shè)，主體的內(nèi)部狀態(tài)與被表征世界中的實(shí)體或事件（FEP理論家稱之為“外部狀態(tài)”）之間存在原子性的、規(guī)律性的協(xié)變關(guān)系。在此觀點(diǎn)下，一個內(nèi)部狀態(tài)只有在與外部狀態(tài)之間存在規(guī)律性協(xié)變關(guān)系、且內(nèi)部狀態(tài)的變化能追蹤外部狀態(tài)的變化時，才“表征”該外部狀態(tài)。

而在FEP框架中，系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)并不直接追蹤或協(xié)變于外部狀態(tài)；相反，它們編碼的是關(guān)于外部狀態(tài)的條件概率密度（即變分密度）的參數(shù)，而正是這個密度“表征”了外部狀態(tài)（Sprevak, 2020）。這是核心但至關(guān)重要的區(qū)別。盡管如此，這種映射關(guān)系仍與傳統(tǒng)意義上的“追蹤”相關(guān)，因?yàn)閮?nèi)部的最小作用量路徑編碼了對外部路徑的預(yù)期（此處“作用量”為變分自由能的路徑積分）。關(guān)鍵在于，用于“劃分”世界的條件密度因子（如對象類型、結(jié)果、事件等）可以任意變化，唯一約束是平均而言必須保持模型證據(jù)不變（Ramstead等, 2023；Sakthivadivel, 2022）。因此，這種表征觀可被視為支持（或與）奎因（Quine, 1960）的觀點(diǎn)相契合：我們用以體驗(yàn)世界的范疇類似于理論假設(shè)，其價值在于對感覺的預(yù)測與解釋能力。

盡管如此，在整體層面上，內(nèi)部狀態(tài)與外部狀態(tài)之間仍可預(yù)期存在結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系（Conant與Ashby, 1970；G?adziejewski, 2016；Kiefer與Hohwy, 2018；Ramstead等, 2020b），其中變分密度與生成密度之間的KL散度已被論證可用于解釋“錯誤表征”，從而提供一種語義規(guī)范性形式（Kiefer與Hohwy, 2018；Ramstead等, 2020a）。

自由能原理的量子理論表述

如引言中所述，經(jīng)典自由能原理（FEP）中所采用的因果過程連續(xù)表示，以及系統(tǒng)間信息流的連續(xù)表示，可被視為離散表示的宏觀極限。如果信息被量子化為離散單元——例如比特（bits）——那么就需要一種量子形式的信息流表示。標(biāo)準(zhǔn)量子理論提供了這樣的表示方式（Nielsen 和 Chuang, 2000）。將FEP用量子理論的語言進(jìn)行表述，可以將其應(yīng)用范圍擴(kuò)展到通常不被視為“事物”的系統(tǒng)，例如量子場。就本文目的而言，量子表述提供了兩個關(guān)鍵要素：一是上述討論的強(qiáng)約束，即經(jīng)典信息必須局域于邊界；二是方便的語言工具——即量子參考系語言（Bartlett等, 2007），該語言在第2.3節(jié)中將被詳細(xì)描述，可用于刻畫具有相關(guān)預(yù)測模型組件的感覺-行動循環(huán)，并將其視為計(jì)算模塊。

任一系統(tǒng)的變分自由能可定義為最近寫入的比特串與隨后被讀取的比特串之間的差值，即最近寫入到屏幕上的比特串。FEP 要求任何系統(tǒng)最小化期望（即寫入的字符串）與觀測（即隨后被讀取的字符串）之間的差異。當(dāng)該過程的極限（即寫入和讀取完全匹配）對應(yīng)于量子糾纏時，F(xiàn)EP 可被視為單位性原理（unitarity principle）的經(jīng)典極限，即信息守恒原理——量子理論的基礎(chǔ)；詳見 Fields 等（2022）中的詳細(xì)論述，以及 Fields 等（2023）對 FEP 經(jīng)典與量子表述的詳細(xì)比較。

FEP 的經(jīng)典表述從一個隨機(jī)動力系統(tǒng)出發(fā)；在這一經(jīng)典框架中，系統(tǒng)與其環(huán)境之間的可分離性可通過在狀態(tài)空間中將它們分開來實(shí)現(xiàn)。我們隨后可以借助時間尺度分離來定義某個事物的狀態(tài)，以抵抗隨機(jī)漲落：某些狀態(tài)在某一尺度上變化足夠緩慢，足以被可靠地重新識別為（有效上）相同的狀態(tài)（Fields等, 2022）；而其他狀態(tài)則變化太快，以至于其效應(yīng)平均抵消。因此，經(jīng)典 FEP 本質(zhì)是多尺度的（Heins等, 2023；Ramstead等, 2021）。量子信息論的表述并不假設(shè)時空背景；事實(shí)上，它與那些時空既從底層信息動力學(xué)中涌現(xiàn)、又相對于系統(tǒng)而言是相對的量子引力模型一致（Fields等, 2024）。因此，它是完全無尺度的，以相同形式適用于所有系統(tǒng)，范圍從標(biāo)準(zhǔn)模型內(nèi)的粒子-粒子相互作用，到分子、細(xì)胞、多細(xì)胞生物體、生物種群和生態(tài)群落的尺度，一直延伸至量子場、黑洞和大尺度結(jié)構(gòu)的宇宙學(xué)尺度。

感知與行動的參考框架

雖然經(jīng)典自由能原理（FEP）將系統(tǒng) S 的動力學(xué)抽象為一個系統(tǒng)尺度的生成模型，但其量子形式則將哈密頓量 HS抽象為一組量子參考系（Quantum Reference Frames, QRFs）。如 Fields 等人（2021）簡要介紹的那樣，QRF 是一種物理實(shí)現(xiàn)的（因而本質(zhì)上是量子的）測量標(biāo)準(zhǔn)——例如米尺和時鐘就是典型的例子——它使得觀測與行動之間可以進(jìn)行比較。它們通過提供用于衡量差異的固定基準(zhǔn)點(diǎn)，從而能夠檢測輸入之間“產(chǎn)生差異的差異”（Bateson, 1972）。因此，S 所實(shí)現(xiàn)的每一個 QRF 都可以被視為對環(huán)境 E 作用于邊界 B的某個方面或組分的生成模型。系統(tǒng) S 所實(shí)現(xiàn)的所有 QRF 共同編碼了 E 向 S 輸入的完整集合，這些輸入可被 S 處理并賦予可操作的意義。

非正式地說，QRF 可被視為編碼“范疇”或“概念”，包括指定具體對象的概念。舉個例子：當(dāng)你走進(jìn)辦公室并看到你的筆記本電腦時，要將它識別為一個特定對象，就需要將其從所嵌入的背景中區(qū)分出來——包括辦公室里的其他物品。這一區(qū)分是通過注意你筆記本電腦的一些顯著特征實(shí)現(xiàn)的，比如尺寸、形狀、顏色、標(biāo)記等；這些構(gòu)成了你筆記本電腦在時間上保持不變的“參考狀態(tài)”。你大腦中實(shí)現(xiàn)這些特征及其期望值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——也就是你對筆記本電腦的生成模型——就是你筆記本電腦的“參考”QRF。而允許你檢測筆記本電腦某個特定但非身份性狀態(tài)（用物理學(xué)語言稱為“指針態(tài)”）的網(wǎng)絡(luò)——例如屏幕上顯示的文本或圖像——則是專門針對你筆記本電腦的“指針”QRF。一個典型的成年人大腦顯然實(shí)現(xiàn)了至少數(shù)十萬個這樣的 QRF。

空間與時間的量子參考系

通過采用經(jīng)典動力系統(tǒng)作為形式框架，經(jīng)典自由能原理（FEP）將主體置于普遍或“時鐘時間”之中。而量子形式雖然使用一個名義上的“時間”參數(shù) t來定義傳播子 PU(t)，但該參數(shù)并非可測量的時間。此外，它對嵌入空間不作任何假設(shè)。因此，在FEP框架內(nèi)構(gòu)建的主體模型必須明確說明：每個主體是否以及如何測量時間和空間。

如（Fields 等, 2022）中所討論的，任何主體 S 都可被表示為實(shí)現(xiàn)了一個特定于自身的“時間量子參考系”（time QRF），用于計(jì)數(shù)其對邊界 B的動作或?qū)懭氩僮?。最簡單的此類時鐘沒有關(guān)聯(lián)的記憶，因此只能計(jì)數(shù)到一。配備這種時鐘的主體只擁有瞬時體驗(yàn)，這些體驗(yàn)不會被記住，盡管它們可能通過學(xué)習(xí)算法的作用，引起內(nèi)部動力學(xué) HS的變化。要具備將當(dāng)前事件（即當(dāng)前感覺輸入）與一個或多個過去事件進(jìn)行比較的能力，就必須擁有對時鐘滴答計(jì)數(shù)的有限記憶。此類比較顯然除了需要與時間相關(guān)的記憶外，還需要一個讀/寫存儲器，用于記錄（可能高度粗?；模┻^往事件。該存儲資源可以是 B的一個扇區(qū)——此時記憶被寫入環(huán)境 E，因此在 S 的尺度上屬于“痕跡協(xié)調(diào)”（stigmergic）；它也可以是一個內(nèi)部的、組分間的邊界扇區(qū)——此時記憶在寫入它的組分尺度上屬于痕跡協(xié)調(diào)。這類內(nèi)部記憶在生物學(xué)中無處不在，從基因組到細(xì)胞膜等多個系統(tǒng)在細(xì)胞層面支持它們，而在多細(xì)胞生物體中，則由局部到大尺度的細(xì)胞間相互作用支持。例如，支持細(xì)菌趨化性的對營養(yǎng)物濃度的短期與長期記憶，就是已被充分理解的細(xì)胞尺度實(shí)例（Fields 等, 2021）。

雖然所有脊椎動物、所有頭足類動物以及至少大多數(shù)節(jié)肢動物似乎都具備空間定向能力，因而必然實(shí)現(xiàn)了空間量子參考系（spatial QRFs），但空間QRF在生物界整體中的普遍性尚不明確。此外，也不清楚所有擁有空間QRF的生物是否都具備三維（3D）空間QRF，或者即使那些擁有有效3D空間QRF的生物，是否都實(shí)現(xiàn)了人類（以及推測所有哺乳動物和鳥類）似乎具備的那種以主體為中心的射影幾何結(jié)構(gòu)（Rudrauf 等, 2017）。因此，除最簡單的主體外，幾乎所有主體都實(shí)現(xiàn)了多步時鐘，但它們可能實(shí)現(xiàn)、也可能不實(shí)現(xiàn)空間QRF?？臻gQRF顯然為認(rèn)知提供了一種有利的格式，因?yàn)榭臻g本身是一種記憶資源——一個可以“放置”信息（如物體或痕跡記憶）的地方，使其與其他信息保持區(qū)分，并可在之后被檢索。從樸素角度看，這種將空間位置用作記憶位置的做法，是許多關(guān)于具身化、空間化認(rèn)知（包括空間化想象）討論的基礎(chǔ)（Safron 等, 2022），但常常未被明確說明。要完整解釋空間QRF在一般認(rèn)知、記憶和想象中的使用，必須在物理學(xué)基礎(chǔ)上建立這種空間化概念，而不預(yù)設(shè)客觀的時空嵌入（即不能樸素地將主體所體驗(yàn)的、空間定位的對象等同于主體外部環(huán)境中可分離的組分；參見 Fields 等, 2021 的結(jié)語部分）。

熱力學(xué)與區(qū)室化

正如在討論方程（1）時所提到的，對世界施加作用在能量上是昂貴的。所有主體都必須從其環(huán)境中獲取熱力學(xué)自由能（TFE），這一事實(shí)已被納入自由能原理（FEP）（Sengupta 等, 2013），但在將主體視為推理系統(tǒng)的討論中，這一要求常常被隱含處理。從環(huán)境 E 獲取 TFE 的需求打破了邊界 B上的交換對稱性，將其劃分為兩個互不重疊的獨(dú)立扇區(qū)：一個熱力學(xué)扇區(qū)，用于管理 TFE 輸入與廢熱輸出——類似于筆記本電腦的電源與散熱系統(tǒng)；另一個信息扇區(qū)，用于支持有意義的感覺與行動（Fields 等, 2022）；詳見 Fields 等（2024）。

與大多數(shù)人工制品不同（Ororbia 與 Friston, 2024），生命系統(tǒng)即使不是嚴(yán)重受限，也預(yù)期在有限的 TFE 預(yù)算下運(yùn)行。因此，生命系統(tǒng)通常被迫做出權(quán)衡，以最大化其耗費(fèi)能量所處理的信息和所執(zhí)行行動的效用。將信息處理與外顯行動（即對 E 的行動）控制在 TFE 預(yù)算范圍內(nèi)，是注意系統(tǒng)最基本的任務(wù)（Fields 等, 2021）。自上而下注意控制的最簡單機(jī)制是自上而下地控制 TFE 供給——“關(guān)閉”那些未能提供有用信息或產(chǎn)生有效行動的 QRF；在神經(jīng)生物學(xué)中，這可被理解為“感覺衰減”。由于 TFE 資源的變化速度預(yù)計(jì)遠(yuǎn)慢于感覺輸入或行動，這種自上而下的過程預(yù)計(jì)將涉及一個系統(tǒng)尺度的元處理器，或稱“執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)”，用于在變分自由能（VFE）降低與 TFE 供給之間取得平衡（Kuchling 等, 2022）。

如上所述，可交換（因而可同時部署）的 QRF 可以組合形成更大的 QRF，以識別更復(fù)雜的事件并實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的行動（參見 Friston 等, 2024 的經(jīng)典處理方式）。然而，能量約束可能限制共同部署能力，使得原則上可交換的 QRF 在實(shí)際中表現(xiàn)為不可交換。不可交換的 QRF 只能通過因果方式——即經(jīng)典方式——交換信息，因此必須被邊界分隔開來。這種對經(jīng)典內(nèi)部通信的要求，使得擁有有限 TFE 供給的系統(tǒng)被區(qū)室化；同時，由于要求進(jìn)行內(nèi)部經(jīng)典動作（即寫入經(jīng)典比特），進(jìn)一步增加了它們的 TFE 需求（Fields, 2024）。

任何對物理系統(tǒng)作為不確定性最小化者的完整描述——因而任何采用 FEP 的完整描述——都必須包含對系統(tǒng)如何最小化其關(guān)于 TFE 資源的可用性與可獲取性、以及當(dāng)前與預(yù)期 TFE 需求的不確定性的描述。為了更有效地分配有限的 TFE 資源，系統(tǒng)若能整合來自其各個 QRF 組分的反饋（指示其 TFE 消耗速率），并配備一個對 TFE 分配系統(tǒng)的自我監(jiān)測機(jī)制（指示當(dāng)前 TFE 的可用性與使用情況），將能更好地滿足這一需求。這些功能正是所有生物體（包括細(xì)菌）中發(fā)現(xiàn)的代謝性——或更廣義地說，穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)性——應(yīng)激信號系統(tǒng)的功能（Peters 等, 2017；Fields 等, 2024）。在哺乳動物的整個有機(jī)體尺度上，這些功能由腦干承擔(dān)，支持覺醒狀態(tài)，包括向大腦其余部分分配 TFE。Solms（2021）與 Solms 和 Friston（2018）強(qiáng)調(diào)了這些系統(tǒng)對人類及其他脊椎動物意識的根本性貢獻(xiàn)。

TFE 流動在體驗(yàn)中的關(guān)鍵作用，建立在“信息內(nèi)容”（在內(nèi)在屏幕上）與“該內(nèi)容如何被讀取的調(diào)控機(jī)制”之間的區(qū)分之上——后者本身不攜帶信息內(nèi)容。同樣的區(qū)分也適用于 TFE 流動的經(jīng)典對應(yīng)物，即精度調(diào)節(jié)：在 FEP 的經(jīng)典（即貝葉斯信念更新）形式中，“精度”指賦予內(nèi)容的置信度；因此，從馬爾可夫毯的感覺扇區(qū)讀取信息，取決于賦予該內(nèi)容的精度。這種區(qū)分有時分別被表述為一階與二階統(tǒng)計(jì)量（Feldman 與 Friston, 2010）。如上文所暗示的，由此產(chǎn)生的元認(rèn)知架構(gòu)在量子形式與經(jīng)典形式之間存在有趣的聯(lián)系。例如，F(xiàn)EP 的規(guī)范場論處理方式（Sengupta 等, 2016）將“精度”視為信念更新所發(fā)生的統(tǒng)計(jì)流形上的費(fèi)雪信息度量。在此觀點(diǎn)下，信念更新的熱力學(xué)代價（即在統(tǒng)計(jì)流形上的移動）對應(yīng)于連續(xù)更新之間的信息距離，該距離隨精度提高而增加，并通過 Jarzynski 等式（Evans, 2003；Jarzynski, 1997；Seifert, 2005）與所需的熱力學(xué)功相關(guān)聯(lián)。這揭示了 TFE 流動、精度、注意與體驗(yàn)之間密切的內(nèi)在關(guān)系。

僅具有非想象體驗(yàn)的“簡單”主體

在上述預(yù)備知識的基礎(chǔ)上，我們可以構(gòu)建一個最小架構(gòu)的主體，該主體能體驗(yàn)來自其環(huán)境 E 的感覺，也能體驗(yàn)對 E 所施加的行動，但不具備任何想象體驗(yàn)。該架構(gòu)如圖3所示。此主體實(shí)現(xiàn)了多個 QRF，這些 QRF 從其邊界（或馬爾可夫毯 ?）的信息扇區(qū)讀取信息并向其寫入信息。這些 QRF 實(shí)現(xiàn)了主體對感覺的處理與分類，以及對行動的執(zhí)行；因此，它們共同規(guī)定了主體的感知與行動能力庫。

注意控制由一個“執(zhí)行系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)在元認(rèn)知意義上既監(jiān)控又控制那些直接作用于 ? 的“低層”QRF 的行為。具體而言，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)向每個 QRF 分配 TFE，以控制其處理能力或處理速率（在經(jīng)典形式中，該“速率”可理解為賦予馬爾可夫毯感覺扇區(qū)的精度或注意力）。該執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)本身也是一個主體，擁有自己的邊界/馬爾可夫毯，以及自己的環(huán)境——其局部組分正是由 S 實(shí)現(xiàn)的各個 QRF。與任何 FEP 主體一樣，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)通過其自身的、元層級的 QRF 來感知和作用于其環(huán)境，這些元層級 QRF 共同實(shí)現(xiàn)了其元層級預(yù)測模型。

我們假設(shè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的每個低層 QRF 都包含一個如上所述的 TFE 使用監(jiān)測器，且執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)根據(jù)這些 QRF 的使用情況、由其自身計(jì)算出的當(dāng)前優(yōu)先級，以及整體 TFE 的可用性，來分配 TFE。在 TFE 不足的情況下，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)可啟動“應(yīng)激反應(yīng)”，可能包括對某些 QRF 的差異化激活，或干脆完全關(guān)閉某些進(jìn)程。某些 QRF——例如監(jiān)控和控制維持穩(wěn)態(tài)所必需資源的 QRF——可能對執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)的 TFE 調(diào)控具有抗性。如果誘發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)在 ? 上產(chǎn)生可檢測的行動（如分子分泌、生物電場變化、身體運(yùn)動或發(fā)聲），系統(tǒng) S 將體驗(yàn)到其應(yīng)激反應(yīng)；若未在 ? 上生成任何可檢測的行動，則不會體驗(yàn)到。如果 TFE 供給低于運(yùn)行其 QRF 所需的閾值，S 將不再擁有任何體驗(yàn)。

執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)的內(nèi)部邊界 ?MC 是一個“內(nèi)在屏幕”，它介導(dǎo)執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)與其所控制的 QRF 之間的經(jīng)典通信。具有此架構(gòu)的系統(tǒng)可能擁有許多其他內(nèi)部邊界，因而也可能擁有許多其他內(nèi)在屏幕；例如，其任何一個或所有 QRF 都可能在層級處理層之間擁有內(nèi)部邊界。這種潛在的復(fù)雜性在圖3中被省略了，并且如下文將看到的，它與 S 的體驗(yàn)無關(guān)。

如果我們把系統(tǒng)的體驗(yàn)等同于其邊界/馬爾可夫毯所編碼的來自環(huán)境的感覺，那么 S 體驗(yàn)的是來自其環(huán)境 E 的輸入，以及（通過這些輸入對后續(xù)感覺的影響）輸出到 E 的行動。S 的執(zhí)行/元認(rèn)知組分體驗(yàn)的是來自 S 所實(shí)現(xiàn)的 QRF 的輸入，以及輸出到這些 QRF 的行動。這些體驗(yàn)是相關(guān)的——只有當(dāng) S 體驗(yàn)到某個 QRF 的輸入時，其執(zhí)行/元認(rèn)知組分才會體驗(yàn)到該 QRF 的輸出——但內(nèi)容不同；特別是，它們是對完全不同環(huán)境的體驗(yàn)。例如，若我們將 S 視為大腸桿菌（E. coli），則 S 體驗(yàn)的是某種外部環(huán)境，如實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中的營養(yǎng)培養(yǎng)基；而其內(nèi)部的執(zhí)行/元認(rèn)知組分（一個復(fù)雜的基因調(diào)控通路集合）體驗(yàn)的則是大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的大分子環(huán)境。如果 S 的任何組分（如 S 的 QRF）擁有內(nèi)部邊界，這些內(nèi)部邊界將為它們所界定的內(nèi)部組分編碼體驗(yàn)，但除非某種機(jī)制也將這些體驗(yàn)編碼到 S 的邊界上，否則它們對 S 的體驗(yàn)毫無影響。因此，圖3所示的架構(gòu)清晰地將 S 的體驗(yàn)與其任何組分可能擁有的體驗(yàn)分離開來，而無需訴諸對組分體驗(yàn)的先驗(yàn)限制，例如整合信息理論 IIT 3.0 中所采用的“排他性原則”（Tononi, 2015）。

雖然如圖3所示的主體沒有想象體驗(yàn)，但它可能在認(rèn)知上非常復(fù)雜，例如擁有內(nèi)部編碼的記憶，以及計(jì)算預(yù)期自由能（EFE）并據(jù)此選擇不同行動策略的能力。延續(xù)前例，大腸桿菌細(xì)胞能夠選擇并執(zhí)行不同的行為策略以實(shí)現(xiàn)趨化性。為此，它們必須編碼內(nèi)部記憶并計(jì)算 EFE，這通過特征明確的生化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)（Fields 等, 2021）。比細(xì)菌復(fù)雜得多的生物體，例如魚類或爬行類等“低等”脊椎動物，顯然能夠在沒有想象能力證據(jù)的情況下進(jìn)行依賴情境的行動選擇。當(dāng)此類系統(tǒng)中的過程“離線”——即與環(huán)境解耦時——它們可能完全是非意識的。

雖然圖3所示的主體沒有想象體驗(yàn)，但只要這些認(rèn)知過程通過在 ? 上生成行動作為輸出而與環(huán)境耦合，它仍可監(jiān)控自身的認(rèn)知，包括其元認(rèn)知計(jì)算。因此，缺乏想象的系統(tǒng)未必是“元認(rèn)知僵尸”。例如，一個圖3主體可以通過出聲言語向自身報告元認(rèn)知執(zhí)行的規(guī)劃步驟，從而進(jìn)行有意識、有目的的規(guī)劃。如果配備了適當(dāng)?shù)?QRF，它還可以使用紙筆記錄思考筆記、繪制圖表或進(jìn)行計(jì)算。然而，它只能以顯性方式——某種意義上是公開地——完成這些活動。由于缺乏想象力，它無法進(jìn)行內(nèi)心言語、內(nèi)心想象或“在頭腦中”進(jìn)行計(jì)算。換句話說，它無法體驗(yàn)任何隱性的、內(nèi)在的行動。

為代理賦予想象體驗(yàn)

為什么想象體驗(yàn)對自由能原理（FEP）構(gòu)成難題？

想象內(nèi)容為何能令人感到意外？

我們現(xiàn)在可以應(yīng)對自由能原理（FEP）對想象理論提出的核心挑戰(zhàn)：如果想象是內(nèi)部生成的，它們?yōu)楹芜€能令人感到意外？如果想象的內(nèi)容毫無意外性，想象就毫無用處。例如，內(nèi)心言語有何價值，如果你通過它無法發(fā)現(xiàn)任何新東西？如果一個主體完全知曉自己的生成模型，有意識地遍歷其所有預(yù)測，并能有意識地監(jiān)控自己的行為，那么它就永遠(yuǎn)不會被自己在內(nèi)在屏幕上執(zhí)行的隱性動作所驚訝。這樣的系統(tǒng)無法從想象中學(xué)習(xí)任何東西；想象能力——以及內(nèi)在屏幕——就只會成為代價高昂的架構(gòu)負(fù)擔(dān)。

在圖4的架構(gòu)中，隱性動作會生成對下一個想象輸入的預(yù)測。但這一預(yù)測過程無法訪問剛剛發(fā)生的動作選擇——該選擇由執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)完成。這意味著什么？它意味著執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)對其自身邊界上的讀寫操作是受限的。執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)的環(huán)境（主要）是它所控制的QRF集合。正是這些QRF的行為——它們向元認(rèn)知系統(tǒng)報告的輸出內(nèi)容——觸發(fā)了“意外感”。執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)確實(shí)擁有一個關(guān)于其環(huán)境的模型——即關(guān)于QRF如何運(yùn)作、如何響應(yīng)的模型——但該模型必須通過學(xué)習(xí)獲得，因此不可能完全準(zhǔn)確。這反映了這樣一個事實(shí)：執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)本身只是一個普通主體，生活在普通環(huán)境中，盡管這個環(huán)境在局部意義上內(nèi)在于S。

因此，擁有圖4架構(gòu)的系統(tǒng)S之所以能被自己的想象體驗(yàn)所驚訝，是因?yàn)樗⒉恢獣宰约旱纳赡Ｐ停膊磺宄约旱男袨槭侨绾伪簧傻?。我們可以這樣說：我們（像S這樣的系統(tǒng)）并不了解自己的QRF如何工作，我們的執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)也同樣不了解。執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)所控制的，是一個它僅擁有粗粒化、啟發(fā)式模型的系統(tǒng)。這種“系統(tǒng)對其自身內(nèi)部處理過程無知”的觀點(diǎn)，再次完全符合“扁平心智”概念，也與心靈哲學(xué)中將“自我知識”與“他心知識”同樣視為基于推理的觀點(diǎn)相一致（Sellars, 1997）。此外，這一觀點(diǎn)還作為對所有經(jīng)典信息處理器的約束，源自阿什比的“必要多樣性定律”（Ashby, 1956）；同時，它也是任何有界量子系統(tǒng)的定理（Fields等, 2024）。

元認(rèn)知作為預(yù)期自由能的計(jì)算者

自由能原理（FEP）將規(guī)劃建模為：在計(jì)算各種可能行動路徑的預(yù)期自由能（EFE）之后進(jìn)行策略選擇。因此，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)的一項(xiàng)主要任務(wù)就是計(jì)算EFE。然而，正如我們所見，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)無法擁有對其交互的QRF的完全準(zhǔn)確模型，因此它也無法準(zhǔn)確掌握其輸入的來源或輸出的能力。因此，它無法可靠地計(jì)算EFE。

因此，具備想象能力的系統(tǒng)相較于缺乏該能力的系統(tǒng)具有質(zhì)的優(yōu)越性：圖4所示的系統(tǒng)可以通過隱性實(shí)驗(yàn)來補(bǔ)充其對QRF工作方式的不可靠模型。這一過程本身仍不可靠，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果仍需通過一個不可靠的模型來解釋，但只要實(shí)驗(yàn)結(jié)果能帶來意外性，就可以預(yù)期實(shí)驗(yàn)會提高模型的可靠性。換句話說，執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)恰恰處于經(jīng)驗(yàn)科學(xué)家的位置——事實(shí)上，所有主體皆是如此。

通過想象中的隱性動作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相較于僅依賴不可靠QRF行為模型進(jìn)行直接預(yù)測，其優(yōu)勢會隨著規(guī)劃深度的增加而增強(qiáng)——即隨著S的“認(rèn)知光錐”（CLC）（Levin, 2019）向前延伸的范圍擴(kuò)大而增強(qiáng)。當(dāng)CLC的空間范圍擴(kuò)大時，這種優(yōu)勢也可預(yù)期增強(qiáng)，因?yàn)閺膱?zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)駐留的模型中計(jì)算空間與物體QRF之間的關(guān)系可能非常困難。然而，對于那些已高度熟練掌握外顯動作的系統(tǒng)，可能無需借助想象模擬即可充分規(guī)劃類似動作，特別是當(dāng)它們在執(zhí)行動作時能從環(huán)境E獲得相關(guān)的實(shí)時感覺反饋時。

想象的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

圖3和圖4中描繪的架構(gòu)是故意設(shè)計(jì)為通用的，除了明確劃分出所示組件外，不暗示任何具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。在人工系統(tǒng)中，這些邊界可通過經(jīng)典的應(yīng)用程序接口（API）實(shí)現(xiàn)，底層可使用任何經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。處理組件原則上可由任何具備足夠能力的計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)——從有限查找表或產(chǎn)生式系統(tǒng)，到完全幺正的量子過程。除了運(yùn)行時間和TFE消耗的差異外，這些不同實(shí)現(xiàn)的行為可以做到完全一致。

值得強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)前基于FEP的方法在實(shí)現(xiàn)上的獨(dú)立性，與IIT 3.0形成鮮明對比。在FEP框架內(nèi)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性是原則性的：對系統(tǒng)的觀察無法穿透其馬爾可夫毯（MB），因而無法揭示其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這顯然是一種“黑箱”假設(shè)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性的要求可追溯至Moore（1956）的基本定理，更進(jìn)一步可追溯至丘奇-圖靈論題。在FEP框架內(nèi)，顯然允許通過實(shí)驗(yàn)拆解并結(jié)合理論分解，此時實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性將被轉(zhuǎn)移至各個組件。這些區(qū)別反映了FEP框架具有完全無尺度特性，而IIT 3.0則假設(shè)了一個特定尺度，該尺度被視為分析某種計(jì)算結(jié)果時“值得關(guān)注”的尺度。

當(dāng)我們從通用視角轉(zhuǎn)向建模特定認(rèn)知系統(tǒng)（如人類）時，首先需要說明圖3和圖4中指定的信息邊界如何對應(yīng)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的功能或解剖邊界。很自然地，在人類或其他動物中，可將系統(tǒng)S視為由神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）和外周神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）；而環(huán)境E則包含生物體身體的其余部分以及外部環(huán)境。這種將信息邊界與解剖邊界關(guān)聯(lián)的方式，使神經(jīng)系統(tǒng)成為“關(guān)注的主體”，并聚焦于它如何觀察和作用于身體其余部分——即其直接環(huán)境。這種映射尤其有助于我們理解：身體其余部分是神經(jīng)系統(tǒng)唯一的TFE來源，而穩(wěn)態(tài)內(nèi)感受及其相關(guān)的控制功能，則是對身體其余部分功能的觀察與（部分）控制。

然而，這種邊界關(guān)聯(lián)方式在無神經(jīng)系統(tǒng)的生物體中顯然不適用。由于目前尚無證據(jù)表明無神經(jīng)系統(tǒng)生物體具有想象認(rèn)知能力，這對當(dāng)前分析不構(gòu)成問題。不過，也有理由反對將S的邊界（在類人生物中，通常指整個系統(tǒng)層面意識體驗(yàn)的主體）擴(kuò)展至外周神經(jīng)系統(tǒng)。例如，我們常體驗(yàn)到不同感覺模態(tài)的特征在同一個三維空間中共定位（如我手指彈響時的聲音和視覺形象）。如果內(nèi)在屏幕 ?_in 非?？拷杏X運(yùn)動外周——此時跨模態(tài)信息尚未整合到共享的空間參考框架中，視覺與聽覺信息可能被寫入并讀取于外周屏幕上的不同“位置”——那么就很難解釋這種意識體驗(yàn)的“統(tǒng)一性”。此外，支持笛卡爾直覺的經(jīng)典論證，如“幻肢綜合征”的真實(shí)性，也反對將外周系統(tǒng)視為S的必要組成部分，因?yàn)榧词乖谌狈ν庵懿糠值那闆r下，仍可能出現(xiàn)性質(zhì)相似的體驗(yàn)。

盡管在群體層面上S的邊界不可避免地模糊，但其核心部分更容易概括。在我們的模型中，體驗(yàn)與信息處理的根本使能者是TFE流動。因此，意識最基本的功能就是監(jiān)控和控制TFE流動。在哺乳動物中，這是外周神經(jīng)系統(tǒng)與腦干及中腦核團(tuán)共同承擔(dān)的功能。因此，我們的模型大體上與Solms（2013）的模型一致，后者強(qiáng)調(diào)內(nèi)感受——即對內(nèi)部身體狀態(tài)的感知——在生成意識中的重要性。Solms特別提出，與本能驅(qū)力和情緒相關(guān)的弗洛伊德“本我”是意識的必要使能者；參見Safron（2021b）的批判性評論。我們會用不同方式表述這一觀點(diǎn)：即穩(wěn)態(tài)內(nèi)感受的體驗(yàn)是神經(jīng)生物體最根本的體驗(yàn)類型。無論哪種表述，內(nèi)感受過程構(gòu)成了意識體驗(yàn)的基礎(chǔ)，更高階的認(rèn)知過程在此基礎(chǔ)上構(gòu)建。將內(nèi)感受視為對身體的觀察，顯然與我們的方法一致，它強(qiáng)調(diào)：系統(tǒng)能意識到的內(nèi)容是在外周編碼的，而系統(tǒng)是否意識到這些內(nèi)容，則由能量/喚醒分配系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)及其相互作用在中樞層面編碼。我們可以預(yù)期意識的神經(jīng)相關(guān)物高度分布式分布，并期待“全局神經(jīng)工作空間”與“IIT”的實(shí)驗(yàn)對比（Consortium, 2023）來檢驗(yàn)這一預(yù)期。

記憶與想象的現(xiàn)象學(xué)

想象與記憶的過程本質(zhì)上受到我們內(nèi)部身體狀態(tài)的影響。喚醒水平與內(nèi)感受通過注意控制和情感塑造我們的即時意識體驗(yàn)，并影響我們?nèi)绾沃貥?gòu)過去的事件。通過將內(nèi)感受信號與記憶整合，元認(rèn)知系統(tǒng)生成豐富且具身化的模擬。因此，通過想象重構(gòu)的情景記憶與我們的內(nèi)在生理狀態(tài)緊密相連。

通過想象重構(gòu)的情景記憶具有多種功能，最主要的是更新我們對世界的預(yù)測模型（Friston, 2017）?；厮菪缘男闹菚r間旅行（回憶過去）常常服務(wù)于前瞻性的心智時間旅行（規(guī)劃未來），因?yàn)樵J(rèn)知系統(tǒng)會根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)不斷優(yōu)化自身。情景回憶并不僅僅面向未來；它還強(qiáng)化自我認(rèn)同，并支持情緒調(diào)節(jié)。

Zakharov 等人（2021）提出的“主觀時間尺度模型”表明，當(dāng)主體基于顯著事件收集情景記憶時，便能實(shí)現(xiàn)靈活的時間推理，既支持回顧性分析，也支持前瞻性規(guī)劃。胡塞爾提出的“活生生的當(dāng)下”概念——即整合過去、現(xiàn)在與未來體驗(yàn)的意識流（Albarracin 等, 2022；Bogotá 與 Djebbara, 2023）——依賴于回溯過程與前瞻過程之間的緊密耦合。主體能夠模擬過去與未來的場景，支持反事實(shí)思維，使個體能夠從過去經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，并想象潛在的未來結(jié)果（Parr 與 Pezzulo, 2021）。這些模型的層級結(jié)構(gòu)——包含多個時間尺度的表征——映射了大腦將即時體驗(yàn)與長期記憶及規(guī)劃相整合的能力。

隱性動作被寫入內(nèi)在屏幕 ?_in，以在不進(jìn)行外顯行為的情況下模擬過去經(jīng)驗(yàn)或想象未來場景。因此，情景記憶具有多種功能，包括更新預(yù)測模型，以及支持回溯性和前瞻性的心智時間旅行（Friston, 2017）。由于元認(rèn)知系統(tǒng)對 QRF 的模型并不完美，其在內(nèi)在屏幕上執(zhí)行隱性動作所引發(fā)的“意外感”，可能導(dǎo)致新的洞見或意想不到的聯(lián)想。這種由意外驅(qū)動的過程，或許可以解釋情景記憶所具有的創(chuàng)造性與適應(yīng)性特征，使主體能夠發(fā)現(xiàn)過去經(jīng)驗(yàn)與未來潛在情境之間的新穎聯(lián)系。

Constant、Friston 與 Clark（2024）將創(chuàng)造力定義為一個持續(xù)滾動的過程：提出問題的解決方案、測試這些方案，并最終呈現(xiàn)既新穎（在統(tǒng)計(jì)上區(qū)別于其他產(chǎn)物）又恰當(dāng)（符合任務(wù)需求）的解決方案。在他們的模擬中，當(dāng)主體被置于“探索泡泡”（exploration bubbles）——即擾動其正常運(yùn)行條件的環(huán)境中——創(chuàng)造力便會涌現(xiàn)。創(chuàng)造過程可以通過元認(rèn)知系統(tǒng)與 QRF 之間的互動來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)面對一個新問題時，元認(rèn)知系統(tǒng)可通過操控內(nèi)在屏幕 ?_in 來啟動“認(rèn)知培育”過程，創(chuàng)造具有挑戰(zhàn)性的場景。代表過去經(jīng)驗(yàn)與潛在未來狀態(tài)的 QRF 隨后將在 ?_in 上與這些被擾動的場景互動，可能產(chǎn)生新穎的組合與洞見。

這些新穎組合所引發(fā)的“意外感”，會表現(xiàn)為 ?_MC（元認(rèn)知系統(tǒng)邊界）上意外的激活模式。這些意外模式隨后可反饋至元認(rèn)知系統(tǒng)，可能促使主體更新其世界模型與決策過程。因此，創(chuàng)造力是在主體現(xiàn)有模型空間的約束內(nèi)發(fā)生的。Constant、Friston 與 Clark（2024）指出，這解決了“啟蒙房間問題”（Enlightened Room Problem）——即如何解釋以最小化預(yù)測誤差為目標(biāo)的主體仍能主動尋求新奇并創(chuàng)造性行動的問題——因?yàn)樗故玖诵路f解決方案如何在不擴(kuò)展主體預(yù)測范圍的前提下自然涌現(xiàn)。

元認(rèn)知系統(tǒng)與 QRF 之間的分離，解釋了為何情景回憶會讓人感覺像“重新體驗(yàn)”，而不僅僅是提取信息：因?yàn)檫@一過程涉及在內(nèi)在屏幕上主動重構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，而非訪問存儲的數(shù)據(jù)。

“內(nèi)屏”的病理
本文提出的想象體驗(yàn)?zāi)Ｐ驼J(rèn)為，像抑郁、焦慮這類心理困擾，至少有一部分源于“內(nèi)屏 ?in”本身出問題，或者它通過 ?out 與外部世界的關(guān)系被打亂。很多障礙的核心是“穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)”和“內(nèi)感受”亂了套（Friston，2023），表現(xiàn)為內(nèi)屏上的內(nèi)容和動態(tài)變了形。當(dāng)然，我們并不敢說下面幾句話就能把整個病因或主觀體驗(yàn)講全。

抑郁
大腦內(nèi)部模型——它的痕跡就投在 ?in 上——越來越偏向負(fù)面預(yù)測，能量也管得亂七八糟，這跟 Barrett 等人“抑郁是穩(wěn)態(tài)病”的觀點(diǎn)一致（Barrett et al., 2016）。持續(xù)悲觀的內(nèi)感受預(yù)測讓人主觀上感到累、情緒低落、身體到處不舒服。臨床抑郁雖然滿是負(fù)面畫面，但更關(guān)鍵的是：內(nèi)部組件沒法偷偷“行動”去給內(nèi)屏制造點(diǎn)驚喜（不管是好是壞），于是想象世界長期只剩負(fù)面內(nèi)容，這就足以把抑郁“ boot 起來”。由于內(nèi)屏行動和外部行動本質(zhì)一樣，抑郁者很少去外部世界“逛新地圖”（沒動力改變現(xiàn)狀），預(yù)測到的花樣越來越少，惡性循環(huán)就此鎖死。

更糟的是，如果感官輸入長期被“猜中”（相當(dāng)于“抑郁現(xiàn)實(shí)主義”的體內(nèi)版，Moore & Fresco, 2012），體驗(yàn)種類又少，負(fù)責(zé)“偷偷行動”的內(nèi)部組件就進(jìn)入低功耗模式（低 TFE）：只有出乎意料的輸入才需要更新信念，才要花代謝資源。長期不更新，這些組件就“懶”了，這可能也部分解釋了衰老和機(jī)能退化。能量調(diào)得差，就出現(xiàn)精神運(yùn)動遲緩、沒動機(jī)、腦子轉(zhuǎn)不動——內(nèi)屏上再也生不出豐富多變的內(nèi)容。

反芻
抑郁和焦慮共有的一個特點(diǎn)是“反芻式情景記憶”。在我們的模型里，反芻是“更新模型”失敗的爛招：元認(rèn)知系統(tǒng)卡在死循環(huán)里，一遍遍把負(fù)面經(jīng)歷拖出來重播（Jin et al., 2024）。這一切發(fā)生在內(nèi)屏，系統(tǒng)反復(fù)播放壞劇情，卻整合不出更好的預(yù)測（Knolle et al., 2023）?？ぴ蚩赡苁恰柏?fù)面結(jié)果”先驗(yàn)太精確，也可能是 ?in 與 ?out 之間的門控失衡，導(dǎo)致注意力死死釘在負(fù)面想象上，外部感官幾乎被屏蔽。

門控失衡
抑郁時，門控大幅偏向 ?in，于是患者沉溺負(fù)面內(nèi)心獨(dú)白，懶得理外部世界。焦慮則是在內(nèi)屏上過度預(yù)演“未來會怎么倒霉”（Limongi et al., 2023）。抑郁還會讓內(nèi)屏的“反事實(shí)深度”變淺（Rappe & Wilkinson, 2023）：生成或利用“另一種可能”——尤其是好版本——的能力受損。這就解釋了為啥抑郁者很難想象美好的未來或換個角度看待往事，而這些本該在內(nèi)屏上跑模擬。元認(rèn)知層管著內(nèi)屏內(nèi)容，卻可能鎖死在“不斷鞏固負(fù)面模型”的狀態(tài)；即使外部環(huán)境好轉(zhuǎn)，癥狀依舊，因?yàn)閮?nèi)屏還是被負(fù)面內(nèi)容霸占。

精度加權(quán)錯亂
抑郁給內(nèi)屏負(fù)面內(nèi)容錯誤地分配了超高精度，而 ?out 進(jìn)來的正面信號被打折。于是患者把好事打折扣，壞事放大——內(nèi)屏“卡”在高精度負(fù)面頻道。幾股力量互相喂飯：內(nèi)感受預(yù)測一亂，身體不舒服就被高亮投放，進(jìn)一步把門控拉向內(nèi)部；反事實(shí)思維殘廢，內(nèi)屏裝不出“別的劇本”，悲觀模型穩(wěn)如老狗。

異常想象
這套說法也能解釋幻肢痛（Feldman, 2016）或精神病性幻覺（Knolle et al., 2023）?；弥且?yàn)榇竽X還留著那條“身體地圖”（Makin et al., 2013），預(yù)期有肢體卻沒收到對應(yīng)輸入，為了減預(yù)測誤差，腦就“補(bǔ)”出幻肢感覺。精神病幻覺也是內(nèi)感受預(yù)測跟實(shí)際感官對不上（Barrett & Simmons, 2015；Seth, 2013）。精神分裂里，內(nèi)外信號的精度加權(quán)可能全亂套（Limongi et al., 2023；Friston, 2023）。

有時精神病更像是“搞不清哪些是假設(shè)、哪些是現(xiàn)實(shí)”（Rappe & Wilkinson, 2023）：可能把“假如”錯標(biāo)成“真的”（現(xiàn)實(shí)監(jiān)控崩了，Simons et al., 2019），也可能壓根生不出足夠的“假如”。還有人不會給體驗(yàn)貼“現(xiàn)實(shí)標(biāo)簽”。到底用啥參考系來分“真實(shí) vs 假想”，目前知之甚少，而且個體差異大——自騙、動機(jī)性推理都是例子（von Hippel & Trivers, 2011；Rigoli et al., 2021），亟待更多研究。

小結(jié)
想象體驗(yàn)就是“關(guān)起門來”做內(nèi)部模擬，同一套機(jī)制既能幫我們預(yù)演未來，也能在精神病里走火。精神分裂那種“現(xiàn)實(shí)扭曲、思維解體”（Sterzer et al., 2018）就是內(nèi)外輸入比例崩了。生成“不準(zhǔn)確”或反事實(shí)假設(shè)并非精神病專利，而是正常認(rèn)知的標(biāo)配（Rappe & Wilkinson, 2023）。典型大腦天天造反事實(shí)、解耦假設(shè)，這“反事實(shí)深度”讓我們能推理、計(jì)劃，甚至建構(gòu)“真實(shí)感”本身（Seth, 2014；Wilkinson, 2021）。

想象的系統(tǒng)發(fā)生學(xué)

“認(rèn)知”的含義及其在系統(tǒng)發(fā)生學(xué)中的分布，是當(dāng)前學(xué)術(shù)界激烈爭論的話題（Bayne 等, 2019），觀點(diǎn)從馬圖拉納與瓦雷拉（Maturana & Varela, 1980）等“基礎(chǔ)認(rèn)知運(yùn)動”支持者的泛認(rèn)知主義，到主要關(guān)注人類認(rèn)知獨(dú)有特征的研究者（Dehaene 等, 2022；Penn 等, 2008）不等。然而，目前尚不清楚在系統(tǒng)發(fā)生過程中，從圖3架構(gòu)向圖4架構(gòu)的轉(zhuǎn)變究竟發(fā)生在何處，或發(fā)生了多少次。雖然從功能上看，想象最常與“思考”和內(nèi)省相關(guān)聯(lián)，但它也支撐著諸如做夢和想象性游戲等活動。即使那些完全缺乏 Penn 等（2008）或 Dehaene 等（2022）所強(qiáng)調(diào)的符號推理能力的生物體，也可能在某些情境下體驗(yàn)到某種內(nèi)部生成的內(nèi)容。

非人類哺乳動物及其他大腦發(fā)達(dá)的生物是否會做夢，是一個活躍的研究課題（Malinowski 等, 2021；Manger 與 Siegel, 2019）；類似的問題也可針對想象性游戲提出。

我們也可以從進(jìn)化角度提出這個系統(tǒng)發(fā)生學(xué)問題：在哪些生物體中，隱性行動能力會具有選擇優(yōu)勢？許多社會情境要求以未表達(dá)的思想或情緒形式進(jìn)行隱性行動，而對社交能力的選擇壓力在人類譜系中曾（且仍在）非常強(qiáng)烈（Dunbar 與 Shultz, 2007）。雖然欺騙能力因自我欺騙能力而增強(qiáng)（von Hippel 與 Trivers, 2011），但在一個不具備隱性行動能力的系統(tǒng)中發(fā)展出穩(wěn)健的自我欺騙似乎不太可能。然而，在缺乏獨(dú)立證據(jù)證明存在隱性體驗(yàn)的情況下，很難區(qū)分“表現(xiàn)出有效欺騙行為”（這甚至可能出現(xiàn)在多細(xì)胞生物中的單個細(xì)胞中，見 Fields 與 Levin, 2020a）與“通過隱性行動有意欺騙”之間的界限。例如，常見的擬態(tài)現(xiàn)象雖具欺騙性，但并不暗示存在主動欺騙的體驗(yàn)。

因此，我們再次陷入關(guān)于任何形式體驗(yàn)的常見困境——這一困境很可能只有通過比較功能神經(jīng)科學(xué)的進(jìn)展才能解決。隱性行動可能很早就出現(xiàn)且頻繁演化，并在許多情境中具有選擇優(yōu)勢。但也可能演化得很晚、很少發(fā)生——甚至可能僅出現(xiàn)在人類譜系中——而其他系統(tǒng)明顯的欺騙能力，無需訴諸隱性行動即可解釋。人類想象能力的巨大多樣性（其中大部分尚未被功能神經(jīng)科學(xué)充分刻畫）表明，后一種可能性至少是合理的。

人類在想象方面的狀態(tài)與特質(zhì)變異

個體人類能夠——當(dāng)其非自愿發(fā)生時，也會遭受——想象能力的狀態(tài)變異；而人類群體在想象能力上則表現(xiàn)出顯著的特質(zhì)變異。眾所周知，涉及高度自動化的行為——包括展現(xiàn)高級專業(yè)技能的“心流”行為——幾乎不涉及內(nèi)省認(rèn)知或想象性自我意識，并以默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)活動顯著減弱為特征。用圖4的術(shù)語來說，這些狀態(tài)涉及“關(guān)閉”隱性行動，同時“開啟”向外部環(huán)境輸出行動的通道。這類狀態(tài)出奇地普遍，包括所有“類型1”認(rèn)知（Evans 與 Stanovich, 2013），以及如母語語法使用等日常活動。隱性體驗(yàn)的狀態(tài)變異也可能表現(xiàn)為病理性的、無法控制的想象體驗(yàn)，例如在抑郁癥或精神病中。這種類型的狀態(tài)變異已被描述為貝葉斯精度調(diào)節(jié)的結(jié)果（Friston, 2023）；圖4可被視為為這種調(diào)節(jié)的體驗(yàn)效應(yīng)指定了一個發(fā)生位置。

從當(dāng)前視角看，更重要的現(xiàn)象是人類想象能力在特質(zhì)層面的巨大變異。Heavey 與 Hurlburt（2008）通過隨機(jī)經(jīng)驗(yàn)抽樣發(fā)現(xiàn)，一些行為表現(xiàn)正常、顯然無損傷且無痛苦的人，幾乎完全不體驗(yàn)內(nèi)心言語或視覺想象。Palombo 等（2015）發(fā)現(xiàn)，一些健康成年人幾乎不體驗(yàn)生動的想象性自傳體記憶?，F(xiàn)已知，有些人會在一個或所有模態(tài)中體驗(yàn)極少甚至完全沒有想象內(nèi)容（Zeman, 2024）。這種稱為“心盲癥”（aphantasia）的狀態(tài)并非臨床綜合征，患者通常沒有明顯缺陷；而相反的狀況——“超強(qiáng)心像癥”（hyperphantasia）——如上所述，可能表現(xiàn)為精神分裂型特質(zhì)或癥狀性精神分裂癥。

“某些個體在行為上完全正常、無損傷、無痛苦，卻幾乎沒有任何‘內(nèi)心生活’”這一事實(shí)，對許多人而言是反直覺的，并會使任何將“隱性內(nèi)在體驗(yàn)”作為必要條件的意識理論得出一個后果：某些行為正常、無損傷、無痛苦的人實(shí)際上是哲學(xué)意義上的“僵尸”。從本文視角來看，這只表明某些人的認(rèn)知架構(gòu)更接近圖3而非圖4，而我們大多數(shù)人無法通過外部觀察分辨這種差異。

結(jié)論
我們在這里展示了一個可以“用自己的想象嚇自己一跳”的系統(tǒng)該如何搭建，而人類顯然就具備這種能力。只用了與自由能原理（FEP）兼容的最低限度假設(shè)，因此模型完全通用，原則上適用于任何系統(tǒng)——生物的、人工的，或兩者混合。

本方案的一個新穎且關(guān)鍵的要點(diǎn)是：分類/概念系統(tǒng)（即內(nèi)部 QRF 層級）的輸入和輸出都編碼在同一條邊界上，也就是圖 4 中的 ?in。這種架構(gòu)天然適合預(yù)測加工模型（如 FEP），也符合“所有物理互動本來雙向”這一事實(shí)，從而無需為“內(nèi)屏”再配一套 duplicate 的分類或概念系統(tǒng)——傳統(tǒng)“表征主義”認(rèn)知模型因這一冗余要求而飽受詬?。ㄈ?Maturana 和 Varela 1980）。

雖然并非核心，但我們把“承載體驗(yàn)的內(nèi)屏”盡可能放到整個系統(tǒng)的信息外周——注意，這一外周在三維解剖上可能極其復(fù)雜——從而避免“內(nèi)部知覺”加工無窮倒退，也繞開“意識劇院”模型（Baars 2005）設(shè)“內(nèi)部觀眾”帶來的循環(huán)風(fēng)險；Safron（2021a）、Safron 等（2022）已把“內(nèi)部觀眾”構(gòu)造成受約束的自模型。把全系統(tǒng)層面的體驗(yàn)外周化還有一個直接而有力的后果：由于環(huán)境驅(qū)動與想象體驗(yàn)共用低級 QRF，除非執(zhí)行/元認(rèn)知系統(tǒng)的輸入/輸出被下層分類系統(tǒng)編碼成想象內(nèi)容（如內(nèi)心言語），否則它們在系統(tǒng)層面就“不被體驗(yàn)”。這與 Chater（2018）的“扁平心智”假說一致，也獲得該假說所引證據(jù)的支持。相反，任何把全系統(tǒng)體驗(yàn)定位在執(zhí)行/元認(rèn)知邊界的模型——如全局工作空間（GW）或某些高階思維（HOT）理論（Brown 等 2019）——都與之不符；當(dāng)然，若高階狀態(tài)只“索引”而并不復(fù)制一階內(nèi)容（Lau 2019），則仍可與“體驗(yàn)內(nèi)容必須寫在外周邊界”這一前提相容。同樣，我們的模型也不支持“體驗(yàn)內(nèi)容彌漫全系統(tǒng)”的觀點(diǎn)——如 IIT 3.0（Balduzzi & Tononi 2009）以及 Bennett、Welsh & Ciaunica（2024）、Laukkonen & Chandaria（2024）的新模型——盡管它完全兼容“體驗(yàn)加工是分布式”的說法。

本模型的另一創(chuàng)新，是把 TFE（自由能）流放在調(diào)控認(rèn)知與體驗(yàn)的核心位置，明確區(qū)分：

• 體驗(yàn)的內(nèi)容（無論是內(nèi)感受還是外感受）

• 體驗(yàn)的“使能條件”——即足以驅(qū)動認(rèn)知的 TFE 流
  并且，它把“穩(wěn)態(tài)內(nèi)感受”畫成對執(zhí)行/元認(rèn)知控制“拒不配合”的區(qū)域，與“情緒體驗(yàn)是首要”類模型一致。

與 FEP 本身（Friston 2019）一樣，這里的模型主要依賴數(shù)學(xué)與物理假設(shè)：量子理論的信息量子化、經(jīng)典熱力學(xué)“信息-能量”關(guān)聯(lián)、狹義相對論的局域因果性。因此，它首先是一份形式證明：FEP 確實(shí)可以解釋想象體驗(yàn)。模型唯一的經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)是：環(huán)境驅(qū)動與想象體驗(yàn)由同一套 QRF（因而同一批解剖結(jié)構(gòu)）處理。正是這一假設(shè)迫使想象體驗(yàn)也得外周化，從而需要內(nèi)屏 ?in。若發(fā)現(xiàn)想象通路跟感覺通路在解剖或概念表征上彼此獨(dú)立，本模型即被證偽。

我們承認(rèn)，直接檢驗(yàn)可能辦不到：神經(jīng)影像能顯示感覺加工通路，卻無法告訴我們“體驗(yàn)內(nèi)容在哪里編碼”。細(xì)胞的 informational 邊界可大致看成細(xì)胞膜，腦的邊界可看成腦干 sensory interface，但報告主觀體驗(yàn)的“我”的邊界卻 notoriously 模糊。因此，要給 ?in 畫一張解剖圖遠(yuǎn)非易事——如前所述，其解剖形態(tài)可能極其復(fù)雜。然而，若想理解圖 3 架構(gòu)在演化中如何變成圖 4 架構(gòu)，以及人類想象體驗(yàn)為何個體差異巨大，功能神經(jīng)科學(xué)就必須大步前進(jìn)，特別是把“系統(tǒng)級信息邊界”的解剖相關(guān)物畫出來。希望本文能為這一進(jìn)程提供路線圖。

原文鏈接：https://academic.oup.com/nc/article/2025/1/niaf009/8117684