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发育对称性丧失:基于自由能视角的脑类比不变性学习

神经元与认知 2025-12-17 v2 人工智能 机器学习 适应与自组织系统

摘要

我们提出Symmetry-Loss(对称性丧失),一种脑类比的算法原则,通过源自环境对称性的可微分约束来强制执行不变性和等价性。该框架将学习建模为对有效对称群的迭代细化,类似于皮层表征与世界结构对齐的发育过程。通过最小化结构性惊讶,即对对称性一致性的偏离,Symmetry-Loss operationalizes了类似于自由能的目标,用于表征学习。该表述桥接了预测编码和群论视角,展示了如何从对称性自组织中涌现出高效、稳定和可组合的表征。结果是一种通用的计算机制,将大脑中的发育学习与人工系统中的原则化表征学习相联系。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.10984,
  title  = {Developmental Symmetry-Loss: A Free-Energy Perspective on Brain-Inspired Invariance Learning},
  author = {Arif Dönmez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.10984},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages; clarified group extension perspective; typos corrected; results unchanged. Comments welcome