自由エネルギー原理についての私的注釈(ただし解説ではない)
自由エネルギー原理は神経科学者や哲学者や心理学者などの様々な分野の学者によって議論されている注目の理論だ。日本でも紹介され始めて研究が進みつつある。ただそれらを見ていると自由エネルギー原理についての議論がいかに曖昧かが十分に理解されていないように感じる。実際には自由エネルギー原理は必ずしも明確な科学理論とは言い切れず、その解釈も様々である。そこで注意すべき点をここでは幾つか示すつもりだ。
自由エネルギー原理は理論についての理論だ
自由エネルギー原理とはフリストンによって提示された脳に関する理論であり、脳に関する統一的な理論だと言われる。初期の頃は予測符号化と強く結びついていたが、強化学習などとも結びついてより射程の広い理論となっている。さて、ここで最初に問題にしたいのは自由エネルギー原理と予測符号化との関係だ。予測符号化とは感覚運動について説明する数理的な科学理論である。自由エネルギー原理にも数理的な説明が出てきて、予測符号化と同等な科学理論であるとも思えてしまう。実はここに誤解がある。予測符号化は得られたデータを直接に説明する科学理論なのに対して、自由エネルギー原理は予測符号化の持つ特徴を抽象的に理論化した理論だ。つまり、予測符号化は一次理論なのに対して、自由エネルギー原理は理論についての理論、つまり二次理論(メタ理論)である。まずここが理解できないと誤解が生じる。
ただし、自由エネルギー原理の話の際にはたいてい予測符号化(またはベイズ脳 1)が出てくるので、どこまでこれらを区別すべきか(されているか)はよく分からないところもある。
自由エネルギー原理には両立できない幾つかの解釈がある
私自身はRick GrushやHohwyによる予測符号化(予測誤差最小化)の説明が数理的にも明確で好きなので個人的にはこっちで勉強してもらいたいが、ただ彼らはデカルト的懐疑主義を受け入れている研究者として一部の学者には悪名高い。私からすると懐疑主義を敵対視する典型である身体化ラディカリストの方がよっぽど問題があると思うが、そこには突っ込まない。ここで示したいのは、自由エネルギー原理にはHohwyに代表される表象主義的な解釈からAndy Clarkに代表される身体化解釈までいろいろあって、それらを統合する解釈があるとは言えない(少なくとも合意があるとは言えない)ことだ。特に日本では科学者による自由エネルギー原理の紹介が多く、その辺りの哲学的問題にはぞんざいなことも多い。しかし、HohwyがAndy Clarkの身体化解釈をケチョンケチョンにぶっ叩いている講演映像を見れば、そんなぞんざいな扱いは甘いとしか言いようがない。
この辺りの哲学的理論については論じる準備はなくもないが、長くなるのでここではしない。簡単にだけ示すと、私が支持するのはダイナミカルな表象主義 2で、これなら身体化論者の批判もほぼ回避できる(反表象主義だけは無理)し、高知認知も説明にある程度含められるかもしれない(自由エネルギー原理は高次認知を無視しがち)。
Active inferenceの数理的な説明
自由エネルギー原理を理解する上で最もネックとなるのはActive inferenceだ。これこそ予測符号化にはそのままの形では含まれていない点で、自由エネルギー原理のオリジナルとも言える。しかし、それを理解するとなると曖昧な説明が多い。Active inferencを行動選択だとする人もいるが、それだと単なる行動出力と同じになってしまう。
これまたHohwyによる説明が数理的には分かりやすくて、Active inferenceとはデータのサンプリングをすることであり、すると行動は新たなデータを得るための手段でしかなくなる。ここで詳しくは説明しないが、自由エネルギー原理の前提となるベイズ統計(ベイズモデリング)にとってはサンプリングは重要であり、これがなければ内的モデルを収束させることができない。Active inferenceに過剰な意味を読み込むのはあまりしないほうが良い。
自由エネルギー原理はオートポイエーシスな理論なのか
予測符号化には含まれていない自由エネルギー原理にオリジナルな要素として、比較的最近付け加わったのはオートポイエーシスだ。オートポイエーシスはヴァレラらによって提示された概念であり、生物の持つシステム的な特徴である。オートポイエーシスそのものの説明はここではしないが、自由エネルギー原理がオートポイエーシスを取り入れるために持ち出されるのはマルコフブランケットである。ここで数理的な説明に幻惑されて自由エネルギー原理がオートポイエーシスを証明していると思うのは早計だ。マルコフブランケットとはベイジアンネットワークの一種であり、それ自体は因果推論などに用いられるのが本来の用途である。オートポイエーシスの特徴の一つは生物としての境界にあるが、マルコフブランケットそのものに境界を定義できる仕組みがあるわけではなく、説明で持ち出される境界は外から付けられたものであり、別に自律的に境界が生じるわけではない。この辺りの議論はあまり本気で受け取りすぎない方がいいように思われる。
付録 Computational enactivist under the free energy principleを批判する
最近発表された論文「google:Computational enactivist under the free energy principle」をたまたま読んで、その基本的な部分で残念に思った。詳しい内容は実際に読んでもらうとして、とりあえずの問題の部分だけを最後におまけで指摘します。
この論文では自由エネルギー原理にある計算主義的解釈とエナクティズム的解釈とは、それぞれ別の側面に光を当てただけだと論じている。そもそも自由エネルギー原理に計算主義でない解釈があるかがよく分からないし、私が読んだことあるエナクティズムの自由エネルギー原理論文ではむしろ表象主義を批判するためにそれがただの計算であることを強調していたが、ここはお目こぼしをしよう。実際に反計算主義者はいなくもない(ただし彼らが自由エネルギー原理をどう考えているかははっきりしない)。
しかし、この論文の本当に頭を抱える部分はそこではない。もっともおかしなところは、エナクティズムについての議論がオートポイエーシスの議論と等価にされていることだ。エナクティズムを有名にした古典的な著作「身体化された心」を読んでもオートポイエーシスには触れておらず、他の論文を含めてもエナクティズムとオートポイエーシスとの関係はよく分からない。そこで参考文献を見ると、不思議なことにそこで参照されているのはヴァレラとマトゥラーナとの共著のオートポイエーシス本だけであり、「身体化された心」は参考文献表にはない。この時点でこの著者はどうかしてる(なぜ査読を通った？)のだが、このエナクティズムの古典を読んでいない影響はもう一つ見られる。
この論文では、エナクティズムの自由エネルギー原理についての解釈の特徴として自己組織化を挙げている。そこから自由エネルギー原理が計算主義とエナクティズムを両立させていると結論している。しかし、これは初めから結論ありきの勝手な定義である。「身体化された心」では認知科学の研究を古典的計算主義(認知主義)とコネクショニズムと身体化論に三分類して論じている。そして自己組織化はコネクショニズムが持っている特徴であるが、もちろんコネクショニズムは広い意味での計算主義である。要するに、自己組織化と広い意味での計算主義が両立するのは初めから当たり前のことで議論するまでもない。
つまり、この論文はエナクティズムについてのそもそもの前提が間違っているので議論そのものに意義がない。たとえ有名な学術雑誌でもこんなのが採用されることはあるので気をつけたほうが良い。
HohwyがAndy Clarkを批判する講演動画(英語)
