大脑可以“记住”未来的事件么？事实上，这就是自由能原则的推论，因为自由能原则确信：在我们感知到现实之前，大脑就能预测即将到来的现实。
自由能原则
卡尔·弗里斯顿（Karl Friston）是一名神经科学家，也是自由能原则（The free energy principle）的创造者，专家认为，Friston的自由能原则可能会彻底改变大脑研究。
Friston开发了一种强大的技术来分析大脑成像结果，并逐渐发展了这一理论，揭示了大脑皮层活动的各个方面。
人们认为Friston是过去25年来最重要的脑科学研究人员之一。2010年3月，他在欧洲议会组织的脑意识周（Brain Awareness Week）期间介绍了自由能原则，语惊四座。
Friston, K. . (2010). Friston, k.j.: the free-energy principle: a unified brain theory? nat. rev. neurosci. 11, 127-138. Nature Reviews Neuroscience, 11(2), 127-138. DOI：10.1038/nrn2787
神经元是形状精致优雅的细胞，是神秘的灵魂蝴蝶，也许有一天，神经元的脉动会揭示精神生活的秘密。
人们相信，自由能原则或许能够帮助我们创建一个（通过数学定律对大脑进行表达的）统一理论。事实上，尽管脑神经科学在绘制大脑地图方面取得了很大进展，但仍然不清楚大脑的每个部分是如何整合在一起的。Friston的理论推动了整合理论的发展。
贝叶斯推理
贝叶斯统计理论（Bayesian statistical theory）建立在概率模型基础之上。18世纪，英国牧师托马斯·贝叶斯提出了这一假设。
贝叶斯推理极其复杂，本文不再赘述。不过，贝叶斯原则是自由能理论的基本部分，下面，我们讲述一些两者之间的一些基本知识。
下面这个实验完美地说明了贝叶斯理论。
在一个房间里，有几个盒子，其中3/4是红色，1/4是蓝色。红色盒子里有80%的红色代币和20%的蓝色代币。蓝色盒子里有80%的蓝色代币和20%的红色代币。
被蒙上眼睛的参与者被带到一个盒子里面，研究人员要求参与者抽取一些代币券。参与必须推断，他们抽取的是哪种颜色盒子里的代币券。
一般来说，这个实验的推断（deduced）是：人们有先验的推断（priori inference）。例如，“我更有可能得到一个红色盒子，因为红色盒子更多。”
当参与者抽取了这些代币后，对自己的这种先验推断进行了测试。
如果他们拿出的蓝色代币比红色代币多，他们可能会改变他们的推论“既然我拿出了更多的蓝色代币券，盒子就更有可能是蓝色的”。这被称为似然函数（likelihood function）。
Friston声称，大脑的自由能原则也是以这种方式进行工作的。
自由能原则
韦尔康姆基金会神经造影中心（Wellcome Trust Center for Neuroimaging）的Karl Friston教授于2010年提出了他的自由能理论（The free energy principle）。该理论旨在解释大脑的工作原理，自由能原则遵循两个基本原则。
第一个原则认为，大脑会不断地预测未来世界。事实上，大脑从未停止这项工作。
第二个原则指出，大脑会应用贝叶斯推理，并且让这些预测保持一致。即，大脑先根据经验（experiences）进行预测（也就是先验推断），然后根据实践中（practice）观察到的和验证（verifies）的内容调整其预测。Friston认为，这样做的目的是尽可能避免任何意外。
这并不是说大脑不喜欢惊喜，而是说，大脑在运转过程中会节省能量，以避免惊喜的程度。这是因为，出乎意料的事情会迫使大脑运用更多的程序，更努力地工作。因此，大脑会时刻不停地“预测”正在发生或不会发生的事情，这样就能够利用我们学到的知识，同时避免花费不必要的精力。
一项实验
来自苏格兰格拉斯哥大学心理学系和德国法兰克福马克斯-普朗克大脑研究所的研究人员进行了一项实验，该实验似乎支持了自由能原则。该实验验证了大脑有效地“预测”以节省能源的工作模式。
[1] Alink, A. , Schwiedrzik, C. M. , Kohler, A. , Singer, W. , & Muckli, L. . (2010). Stimulus predictability reduces responses in primary visual cortex. Journal of Neuroscience, 30(8). DOI：10.1523/JNEUROSCI.3730-10.2010
简单说，当你走进办公桌时，你的脑海中已经有办公桌的整体景象。你不需要看每个物体就知道这些物体在哪里。你几乎能够在不看到它们的情况下，伸手从抽屉里拿走一直放在那儿的钢笔。只有出现当新的事物，或物品不在固定的位置时，大脑才会激活你的注意力。
为了测试这个想法，研究人员招募了12名被试。并要求他们盯着电脑屏幕上的一个图像，与此同时扫描他们大脑的运作方式。
电脑屏幕上有一个固定的图像，并且在这个固定的图像的下方和上方会出现两个闪现的光点。此外，研究人员还在屏幕上引入了随机滚动的点。
他们发现，当存在可预测的元素（即，固定图像和上面和下面的两点）时，大脑活动就会降低。另一方面，当出现不可预测的刺激时（即，随机点出现的时候）大脑就会被激活。该实验证明了自由能原则的基本原理。
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