自由能原理(Free Energy Principle,简称FEP)作为认知科学和神经科学领域的重要理论框架,自2005年由卡尔·弗里斯顿(Karl Friston)提出以来,经历了多次理论演进和解读变革。该原理试图通过统计学不变性的稳定性来定义存在,声称任何系统若要延续其存在状态,必须避免罕见的"惊讶"状态,从而实现对环境的预测和适应。尽管这一理论在解释生命系统的自组织和认知行为方面颇具吸引力,但近年学界对其适用范围和深层涵义产生了越来越多的质疑。生命是否真的依赖于不变性的维持?我们是否能够在没有不变特征的情况下理解生命如何生存?本文围绕自由能原理的局限性,结合当代哲学与生物学视角,探讨超越不变性的生命持续性问题。最初,自由能原理的核心是系统通过概率和统计的视角,维持某种形式的内部状态不变性。其理念源自贝叶斯推断的近似计算,系统不断"预测"外部环境状态,避免进入罕见且不可预测的状态。
简单而言,系统通过减少自由能来减小预测误差,维持稳定的存在。该思想类似于早期控制论观点中对有机体作为反馈控制装置的描述。然而,不变性的假设在生物学领域面临实际困难。生命系统内部的物质和功能不断更替,细胞膜、遗传物质和代谢网络都呈现动态的、耗散的特征。以变形虫Dictyostelium为例,其细胞膜快速循环更新,未能体现出严格意义上的静态不变。在单细胞细菌如大肠杆菌体内,基因水平横向转移甚至能在个体寿命内带来突发性的能力创新,改变其代谢路径,从而突破了任何稳定概率分布的模型预测。
生命体的结构、功能和行为并非由一套固定公式所约束,而是因其开放性和创造性不断重塑自身的可能性空间。此类变动恰恰表明了生命对传统观念中"本质"与"不变性"的挑战。哲学家对此提供了相应的理论资源。过程哲学强调万物的生成与流变,认为身份认同基于时间序列中动态关系的连续性而非静态本体论属性。生命体的身份不仅体现在物质的维持,而更重要的是其作为一个持续构造过程的存在,正如汉斯·乔纳斯(Hans Jonas)所言,有机体的存在即在于持续"运作",直至代谢的不可避免衰竭。对比而言,传统意义上的物理系统如单纯的摆锤,在隔绝能量输入时会因耗散而趋向静止状态,其存在的稳定不依赖于持续的自我建设。
自由能原理在试图以数学模型包容上述动态时,也面临模型与现实间的张力。模型中所捕捉的概率分布和统计特性,是基于对系统某一层级的抽象,但生命的连续性恰恰体现在层级中不断出现的新状态和新的组织关系,这超越了固定参数与方程的描述能力。生命的非计算性、非可预测性,也受到罗伯特·罗森(Robert Rosen)关于可预见性的数学限制 - - 罗森区分了简单机械系统与复杂生命体,指出生命体的因果闭合和上下文依赖使其不可能被图灵机完全模拟,反映出生命时间的连续性与历史性不可简约。自由能原理因而难以划定生命与非生命的本质界限,也不能解释生命赋予的目的性、意义感。这种目的性并非来自抽象的统计稳定,而是在于生命体在持续自身耗散与重建的张力中,表现出的主动维护自身存在的"原指向性"。当代批评者提醒我们,过度强调统计稳定性的普遍原理,可能导致误将物理与生命、无机与有机不加区分,从而忽视了生命独特的动态生成性质。
生命不是一组永恒不变的本质,而是一个不断超越当下自我建构与再建构的过程。这一观点促使我们重新思考认知科学、复杂系统以及哲学中关于个体性、自主性和生存意义的话题。生命的持续依赖于代谢流动和环境交互,不确定性与开放性本身就是生命存在的条件。科学模型虽能为我们提供有用的描述工具,但我们应谨慎区分模型内部的数学必要性和现实的具体生命现象。对于未来研究而言,超越自由能原理的限制,探索过程本体论、非线性动力学与生物自主性之间的桥梁,将有助于深化对生命本质的理解。生命的秘密或许并非隐藏于稳定不变的模型中,而在于持续变动的自我创造与世界共生的动态关系。
理解这一点,将激励新一代科学家与哲学家重新审视何为生命、何为存在,以及生命如何在无尽流变中存续和繁盛。 。
