预测处理是认知科学中的一个新兴理论，它可能是大脑如何感知世界的答案。预测理论彻底颠覆了以往的认知、感知和行动理论，而且可能是正确的。大脑被限制在头骨内，但它如何感知世界上存在的事物，这是一个严重的问题。大脑必须利用自身的所有神经元、突触和神经递质等的状态，来推断造成当前感官数据流的世界事物。这对大脑来说已经是一个需要克服的巨大难题。然而，问题还不止于此，来自我们感官的数据还不足以确定其成因。
世界上相同的事物可以导致许多不同的感官数据流，反之亦然。到达我们感觉受体的电信号是模糊的，因为因果之间没有直接关系。此外，世界是复杂的，原因之间相互嵌套，并以意想不到的方式演变。在没有感官特性的头骨内，大脑如何感知世界并对环境做出反应？解决的办法是彻底颠覆哲学家和科学家对感知的看法。关于感知的传统观点认为，物体存在于世界中，而我们的感官就像一扇透明的窗户，我们通过它来感知物体。我们的感官感受器探测到光波、声波、分子等，然后将电信号发送到大脑进行处理。然后，大脑填充物体的细节，直到我们感知到它。这就是所谓的 "自下而上 "的感知观点。
根据新兴的预测处理理论，我们对世界的感知是由大脑对世界中物体的预测决定的，而不是传统的世界观塑造我们的感知。这就是所谓的 "自上而下 "感知方向。这种利用自上而下的连接来生成虚拟版感官数据的策略是预测处理感知方法的核心所在。大脑不断根据先前的经验对世界进行预测，这些预测会自上而下地发送到大脑皮层。大脑皮层的底部是感官数据流，这些数据以预测错误的形式自下而上地流入大脑。预测误差是预测未能考虑到的刺激残留比特。预测处理方法只需要传输预测错误，因为它们包含有用或有新闻价值的信息。大脑可以从错误中吸取教训，并根据预测错误调整未来的预测。
与自下而上的观点相比，这种方法能带来高效的系统，并节省神经带宽。必须认识到，感知是一种受控的幻觉，而预测在其中发挥着重要作用。大脑的预测决定了我们对世界所有感官的感知，包括情绪、自我意识，甚至我们对自己还活着的默会。这是由于大脑的生物结构决定的，它自上而下的连接多于自下而上的连接。这就解释了为什么人们常把感知描述为 "受控幻觉"。说它是 "幻觉 "是因为大脑创造了它，说它是受控的是因为当大脑犯错时，世界会纠正错误。你甚至可以说，我们无时无刻不在产生幻觉。只是当我们对自己的幻觉达成一致时，这就是我们所说的现实。为了说明这一点，我们可以看看三种视觉幻觉，在这些幻觉中，我们的视觉系统受到了欺骗，从而使感知的预测性更加明显。
请看这一经典的棋盘阴影幻觉。很明显，标有 "A "和 "B "的方格颜色不同，"A "比 "B "深。但事实并非如此。事实上，两个方格的颜色是一样的。这里发生的情况是，大脑对阴影中的物体有很多经验，它倾向于让阴影中的物体看起来更暗。尽管 "A "和 "B "的颜色相同，并且向我们的感官受体发出的光波长也相同，但我们并没有把它们看成是同一种颜色。大脑会利用之前对阴影中物体的经验来预测 "B "一定比 "A "浅，这就是我们的感知。
请注意，即使阅读了上面的解释，情况也是如此。阴影中的物体看起来更暗 "这一事实在大脑的经验中如此根深蒂固，以至于压倒了任何有意识地去感知场景真实情况的尝试。光是这种错觉就足以让我们相信，我们所感知的东西并不是由感官数据流决定的。如果是这样的话，我们就应该把两个正方形看成是同样的颜色。毕竟，它们都发出了相同波长的光。但事实并非如此，这里显然存在一些自上而下的影响，这意味着我们认为 "A "比 "B "更暗。
大脑并不关心方块到底是什么颜色，而是根据以往的经验预测它们会是什么颜色。但这并不是视觉系统的失败，有用的视觉系统并不是摄影师使用的测光表。感知的功能，至少在第一近似值上，是找出感觉信号的最可能原因，而不是提供对感觉信号本身的认识，无论这意味着什么。然而，在某些情况下，新信息会导致我们的感知体验出现差异。
就拿我们熟知的鸭兔错觉来说吧。这个图形看起来要么是一只兔子，要么是一只鸭子，也称为 "双稳态 "图形，但我们感知到的是哪一个是由大脑的预测决定的，也称为 "认知渗透"。这种错觉之所以有效，是因为图形模棱两可，既可能是兔子，也可能是鸭子。要同时把它看成两只兔子和鸭子是非常困难的。但这一额外的信息，即大脑对图形是兔子的预测，足以让我们感知到兔子。直到大脑做出不同的预测，认为这个图形是一只鸭子，我们才会把它看成一只鸭子。
请注意，上面有两个图形。试着把一个看成兔子，一个看成鸭子。这相当棘手，通常需要高度集中注意力。但是，现在利用这些额外的信息：兔子在左边，鸭子在右边，它们都在看着对方。现在，大脑有了更多的信息作为预测的依据，希望（稍加努力）可以同时看到兔子和鸭子。同样，图形并没有改变。相反，同样的数字被放在了一个新的环境中，这改变了我们对它们的感知。
有人发布了一张条纹连衣裙的图片，根据你询问的对象，你会被告知这条连衣裙是 "白色和金色 "或 "蓝色和黑色"，两种完全不同的颜色组合。是什么原因导致人们给出如此不同的答案呢？这与大脑的预测有关，照片本身曝光过度，缺乏重要的背景，无法让大脑解决场景中的模糊之处，因此大脑的预测更依赖于先前的经验。事实证明，如果你的大脑更习惯于黄色光线，你就更有可能把裙子看成蓝色和黑色。相反，如果你更习惯于蓝光，你就更有可能把裙子看成白色和金色。我们自身的行为和历史塑造了机载预测机器，而这一机器反过来又塑造了人类的意识，甚至在我们看来是基本的感官体验。即使是我们花更多时间在室内还是室外这一简单的事实，也会影响我们视觉系统的校准方式，这显然会影响我们感知世界的方式。条纹连衣裙中不寻常的情节清楚地说明了这一点，在正常的情况下，也有无数种方式可以证明这一点，只是我们没有注意到而已。
哲学家维特根斯坦的一次提问：为什么人们认为太阳绕着地球转，而不是地球绕着地轴转是自然的？与他对话的哲学家安斯科姆回答说：我想是因为太阳看起来好像是绕着地球转的。维特根斯坦回答道：那么，如果它看起来像地球在自转呢？问题的关键在于它看起来完全一样。事实证明，大脑可能也是如此。看起来，感知的确是一个自下而上的特征检测过程，就像哲学家和科学家们千百年来所假设的那样。但预测处理所提供的观点恰恰相反。感知是一个自上而下的预测过程，我们的意识体验是一种受控的幻觉。
感知的预测性质导致了我们看到的一些视觉幻觉，虚幻的感知代表了拥有相对低级的自动机制，来有效处理嘈杂或模棱两可的感官输入类型的代价。我们对幻觉的视觉体验，是大脑对感官数据流原因的最佳预测，就像其他感知一样。只是在幻觉的情况下，一些奇怪和不寻常的条件往往会使它们成为可能，从而揭示出感知通常是如何工作的。这些仅仅触及了预测处理的表面，关于大脑还有很多东西需要学习。
