Почему домен подходит
Свободный принцип инференции утверждает, что любой система, сохраняющаяся под воздействием окружающей среды, стремится минимизировать вариационный свободный энергетический потенциал, объединяя восприятие, действие и обучение в один процесс. Климатическая наука представляет собой именно эту структуру: частичные и шумные потоки наблюдений (радиозонды, буи, спутники, ледяные ядра), скрытые состояния, выведенные посредством слияния данных, и последовательные выборы политики, осуществляемые в условиях глубокой структурной неопределенности. Термодинамический анализ Клейдоном земной системы показывает, что она непрерывно генерирует и рассеивает свободную энергию — посредством солнечного транспорта воды, атмосферных циркуляций и биогеохимических циклов — для поддержания не-равновесной диснегадровой состояния, необходимого для жизни, что обеспечивает физическое и когнитивное обоснование этой структуры. Рамстед и его коллеги расширяют это еще дальше, утверждая, что сама бездействие в отношении климата является дезадаптивным симптомом глобальной когнитивной системы, чьи институциональные предпосылки не соответствуют биофизической реальности.
Обзор литературы
Фундаментальная работа по принципу свободной энергии (Фристон) предоставляет математический инструментарий, а Клеидон физически обосновывает ее в термодинамике земной системы. Статья "Возрождение Гайи" Рамстеда и др., опубликованная в рецензируемых источниках, является наиболее прямым концептуальным мостом к планетарному управлению, а глава Келлера о байесовском принятии решений и изменении климата рассматривается как прототип активного вывода — она обрабатывает пороговые значения климата и редкие, но серьезные события, но не содержит явного эпистемического (информационно-поискового) термина, характерного для активного вывода. Наиболее конкретные приложения, связанные с климатом, находятся в области устойчивости, а не в основных моделях изменения климата: фреймворк "агентские правила" Лаллее и др., опубликованный в рецензируемых источниках, позволяет ИИ-агентам переопределять приоритеты фиксированных правил для устойчивых городов, а нерецензируемые предварительные публикации моделируют управление устойчивыми ресурсами в социально-экологических системах с использованием ожидаемой свободной энергии. Блог OpenEarth и комментарии Дени Хольт по протоколу Spatial Web IEEE являются нерецензируемыми видениями, указывающими в одном направлении.
Ключевые проекты и инструменты
Несколько существующих инструментов не представлены как активное инференции, но структурно идентичны его «модулю восприятия»: вариационный байесовский ансамблевый фильтр для атмосферных данных, фреймворк Purdue глубокой генерации для статистического масштабирования (восстановление изображений, применяемое к полям климата), а также эмулятор CDSD причинно-следственного климата, который использует байесовское фильтрование для обновления генеративной модели динамики климата онлайн и исследования контрфактических сценариев. Консорциум дистанционного зондирования Climate TRACE выполняет буквальное активное зондирование — импульсы лидара и радара, выводящие выбросы и изменение землепользования — что соответствует эпистатическому термину ожидаемой свободной энергии. Методологическая работа по глубокому активному инференции (вариационные градиенты) и планированию на основе ожидаемой свободной энергии обеспечивает вычислительное оборудование для масштабирования этих идей до многомерных пространств климата. Экосистема «Active Inference Institute» функционирует как организационный центр, охватывающий эти усилия, а не как источник развернутых систем, специфичных для климата.
Открытые проблемы
Четыре пробела выделяются. Соединение масштабов и модальностей: климатические процессы охватывают от микрометров до планетарного циркуляции и от секунд до столетий, и пока не существует продемонстрированной модели активного инференции, которая бы это учитывала, интегрируя социально-экологические и управленческие переменные. Обучение на редких, предвзятых, нестационарных данных: наблюдательные сети имеют пространственно-временные пробелы, а антропогенное воздействие означает, что исторические данные лишь частично отражают будущие условия. Нормативные предпосылки и управление: активный инференс не решает сам по себе, какие климатические результаты, компромиссы между справедливостью и ограничения планетарных границ должны быть закодированы как предпочтения — это остается этическим и политическим выбором, требующим участия и проверяемости. Эмпирическая проверка: в отчете явно указано, что системы активного инференса должны быть проверены на соответствие зрелым конкурентам (ансамблевым фильтрам Кальмана, вариационному ассимиляционному моделированию, интегрированным моделям оценки) на реальных данных, а не на игрушечных симуляциях, прежде чем область выйдет за рамки концептуального обещания.
Опорный каркас
Карл Дж. Фристон (2010). Принцип свободной энергии: единая теория мозга? Nature Reviews Neuroscience. DOI: 10.1038/nrn2787. Кристофер Л. Бакли, Чанг Суб Ким, Саймон МакГрегор, Анил К. Сет (2017). Принцип свободной энергии для действия и восприятия: математический обзор. Journal of Mathematical Psychology. DOI: 10.1016/j.jmp.2017.09.004. Джиованни Пезуло, Франческо Риколи, Карл Дж. Фристон (2017). Активная инференция, гомеостатическая регуляция и адаптивное поведение. Progress in Neurobiology. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2017.08.001. Максвелл Дж. Д. Рамстед, Карл Дж. Фристон, Аксель Констант, Ланселот Да Коста, Каспер Хеспе, Берен Миллидж, Александр Цханц (2023). О байесовской механике: физика убеждений. arXiv.