この前の統一理論としての予測処理理論を批判する論文を読んで以来、疑惑の種が私の中に蒔かれてしまった。その後もいくつか関連記事を読んでるけど、あれ？これは？と言った疑問部分が目に付きやすくなってる。
予測処理理論の関連理論の間の関係がよく分からない
最近、予測処理理論の核概念であるActive inference(能動的推論)を主題にした博士論文を眺めた。本体は数理的分析なのだが、その導入となる背景知識の章を読んでたら、論文タイトルに含まれる4e認知の説明がぬるいのにもあきれたが、予測処理関連を含めその他の説明も私には十分に公正なものに思えなかった1。
その論文を読んでいてあらためて感じたが、そもそも予測処理理論の関連した理論(予測符号化とかベイズ脳仮説とか自由エネルギー原理とか)との関係がいまいち理解できない。
でなくとも同じくベイジアンが関連した研究である、GriffithsとTenenbaumの研究グループによるベイズを用いた認知モデルや、ベイズを用いた意思決定論も含む合理的選択理論のような研究などにも興味を持っているので、それぞれをどう位置づけすべきかは前から迷っている。なのに、もっと関連が直接的な理論さえ関係性がはっきりしないのは、困っている。
予測誤差最小化なしの自由エネルギー原理？
以前に2010年代の私的ベスト論文の三位に上げた著者であるDaniel Williamsが、最近ネットにあげていた草稿を読んだ。まだ十分に整理されてないがアイデアは面白い論文だったが、それを読んでいたら、ますます私の混乱は増すばかりだ。
Daniel Williamsは博士論文がまるまる予測処理理論だったので、それが専門みたいなものであり、その論文もそれが扱われていた。その中に、予測誤差最小化が間違っていたとしても、自由エネルギー原理が間違っているわけではない…とあって？？？。FristonとHohwyの間の違いかと思ったら、どうもそうではないっぽい。どうも文字通りの意味らしいが、これで混乱が増した。大黒柱に当たるはずの予測誤差最小化がなくとも自由エネルギー原理が無事って、そんなことあり得るのか？
自由エネルギー原理はFriston本人が関わる論文が山のように出ており、その全体像はFriston本人にしか分からないのでは？と思われるほどの状態だ。もちろん私にも自由エネルギー原理の全体像どころか、本質さえどの程度に理解してるのかも心許ない。その私でさえ、予測誤差最小化なしに自由エネルギー原理が成り立ちうるとの指摘には驚いた。本当なのか？
もはや、ただの妄想的な思考実験
きちんとした判断は保留にするけれど、自由エネルギー原理は強化学習も扱えるとの話も聞いたことがあるので、一概に間違っているとは断言できない。
以下は、私のただの妄想なので、思いっきり眉に唾を付けて読んでください。
そこで予測誤差最小化なしの自由エネルギー原理があり得ると勝手に想定してみよう。ならば、脳に関する力学的アプローチとそれと結びついた認知理論を別々に考えた方がいいだろう。でなければ、予測誤差最小化と自由エネルギー原理を別々に切り分けられない。ならば予測誤差最小化は、脳の力学的アプローチと合致する代表的な理論となる。しかし、他にも合致する候補となる理論があるなら、予測誤差最小化は絶対的な必須と考える必要はなくなる。
なら、脳の力学的アプローチと合致すれば良いなら、理論は色々とありうる。強化学習が許されるなら、ニューラルネットワークそのものも構わないはずだ。それどころか、ベイズによる意思決定である合理的選択理論も候補としてあり得る。脳の力学的アプローチと合致するなら、予測や信念が本来の意味か派生的な意味かを気にする必要はもはやないのだ。
ただ困ったことに、合理的選択理論はそのままでは実際の人間の選択行動と合わないことがあるのは知られている(修正理論もあるが、決定版がある訳ではない)。しかし、考えてみればニューラルネットワークだって、現実の人の行動とそこまで合っている訳ではない。脳の力学的アプローチとの合致と現実の行動との合致は別々の基準であり、必ずしも両立している訳ではない。
元の自由エネルギー原理に帰ってみる
しかし、ここで元に帰ってみると、予測誤差最小化だって統一理論としてはまだ問題があるのだから、どこまで現実の行動と合致しているのか怪しいものだ。その可能性があったから、予測誤差最小化と自由エネルギー原理を試しに切り分けてみたのだが、すると脳の力学的動きと現実の行動とは別々の基準による合致なのが分かり、これらを両立させるのは難しい感じがしてきた。
やはり予測誤差最小化なしの自由エネルギー原理は困難そうだ。かといって、予測誤差最小化つきの自由エネルギー原理がうまくいったとしたら、それはそれで(論理的には)かなりの奇跡だと感じる。なぜなら、脳という基準と行動という基準とに別々に合致する必要があるからだ。
自由エネルギー原理が正しいのかどうか？私には現時点では判断できない。それは科学者による検証を待つしかない。それはそれとして、そもそも自由エネルギー原理が正しいとしたら、それは結構な(論理的な)奇跡なんだと気づけたのは、今回の収穫だ。
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例えばこの論文に限らず、計算論的アプローチと力学的アプローチが排他的に論じられることは多い。しかし、ニューラルネットワークはこのどちらの特徴も持っているので、排他的とは言いがたい。こうした不勉強な想定の原因は、反表象主義者による古典的計算主義が計算主義の全てだとする無茶な前提に遡れる。その結果、(ベイズ)統計的計算は計算主義に含まれないというさらなる無茶な結論さえ生まれている。こういう認知科学の蓄積を無視したレベルの低い議論には早く消えてほしいと切に願う。↩
