人腦的極限到底有多大
人腦最獨特的是思維意識,東方稱為靈魂。就目前的世界頂級科學家們也不法得知人的思維意識是怎樣產生的。有學者說,也許當一個物體他的運算速度處理速度達到了一定界線時就會產生思維意識。可現在的電腦想要做到那種程度要過多長時間就是個未知數了。而,人腦和電腦最大的差別就要於,人腦的進化速度要比電腦的進化速度快多了。不要忘記現在人類對人類的大腦開發還沒有超過10%。
人類大腦90%以上都是處於休眠狀態。世界上誰最聰明?愛因斯坦,到目前為止愛因斯坦被認為是世界上聰明絕頂的人。愛因斯坦死了以後,科學家對他的大腦進行了解剖,發現他的大腦是目前世界使用最多的人。但也只使用了1/3,2/3仍處於休眠狀態。
也有的專家認為,人類潛在智商都有2000,但現代人一般是49到152的智商,一個人智商若在140以上,便可被稱為天才。可是離潛在的2000智商的1/10都不到。那么這就是說我們每個人一出生都有潛在的2000智商,但是由於科學與教育發展所限。使人類大腦潛能無法充分發揮出來。所以,一直到人死去之時,大腦90%的潛能仍然在睡覺。
人類大約有幾百億個腦細胞,每個腦細胞大約有幾百條腦神經,每條神經上大約有幾百個突觸,每個突觸有幾百到幾千個蛋白質,一個腦細胞的作用大約相當於一台大型計算機,一個突觸的作用大約相當於計算機的一塊晶片。可以很簡單地推算出來,人的大腦相當於上千億塊或上萬億塊晶片。
人類目前最大型的並行計算機,美國的白色戰略加速計算機(White ASCI)也不過8000塊晶片,和人類的大腦比,相差大約一億倍,也就是差8到9個數量級。
計算機的運算能力一般用一秒鐘能做多少次加法運算來統計,目前最快的是日本的“地球模擬器”,40億次。
如果用計算機類比人的大腦,由於人腦是超級巨大的並行運算系統,所有突觸以及每個突觸上的所有蛋白質,都可以瞬間同時運動,蛋白質之間又只有幾納米距離,電流在這個距離上一秒可運行幾千億次,人腦運算速度的數量級就大得沒法形容,大約1後面跟27個零到30個零。要知道,40億次,才不過是4後面跟10個零而已,差了大約20個數量級。
所以,如果用計算機來模擬人類大腦的功能,以目前研究進展的速度而言,大約還要一百年才能實現。因為根據著名的“摩爾定律”,計算機的運算速度每18個月提高一倍,也就是每年大約提高0.57倍,要提高20個數量級就需要100多年。俺這輩子肯定是看不到了。
另外還有一個因素沒有考慮,計算機就兩種電路狀態,開或關,而腦細胞、腦神經、突觸、蛋白質以及組成蛋白質的胺基酸都有很多種,運動起來遠比電路複雜得多了。所以人類搞清人腦功能的時間還要推後。
人腦的思維形式有兩種:一種是形式化思維,是人腦演繹能力的表現,具有邏輯的循序的特點:一種是模糊性的思維,是人腦歸納能力的表現,可同時進行綜合的整體的思考。儘管在人的一生中,每小時約有1000個神經細胞發生障礙,一年內有近900萬個神經喪失功能,然而,即使如此,大腦仍能正常地工作,其主要原因,就是大腦有足夠的“後備力量”。一些神經細胞發生故障,另一些“備用”的神經細胞馬上頂替上來。
科學家從人腦的功能原理上,受到了啟發,研製成功了電子計算機。電子計算機是20世紀最重大的發明之一。它具有非凡的計算能力,現代最快的計算機在1秒鐘內,能完成上億次運算,這樣的計算速度和計算過程的可靠性,是人工計算望塵莫及的。計算機還能模仿人的某些感覺和思維功能,按照一定的規則進行判斷和推理,代替人的部分腦力勞動。正因為這樣,計算機受到了人們的高度重視,被稱之為“電腦”,而且在各個領域裡得到了廣泛的套用。
現代計算機總是按照人規定的程式進行工作的。在這些程式中,人要為計算機預見到一切可能發生的情況,並安排好計算機該如何作出反應。一旦出現了意料之外情況,計算機也會暈頭轉向,束手無策。
計算機的體積很大,雖然它的元件和人腦細胞的數量一樣多,每個元件的體積為1立方厘米,耗能為0.1瓦;眾多的元件組裝起來,其體積已經是1萬立方米的龐然大物了,它是大腦體積的600萬倍,所需要的能量高達100萬千瓦,相當於一座現代化大型水電站的發電量。
因此,儘管電子計算機的才能非凡,神通廣大,在某些方面遠勝於人,但人腦仍然是世界上最完善的“天然計算機”。
英國《獨立報》14日報導說,研究人員首次計算出了人腦的記憶容量,發現人腦在這方面的能力超過所有的電腦。那些預言電腦的能力將超過人腦的人已經能夠被證明是絕對錯誤的。
報導說,在《大腦與思維》雜誌發表了上述計算結果的科學家們說,儘管最大的電腦的記憶容量是1,000,000,000,000個位元組(10的12次,即方),人腦的記憶容量的位元組數則大到10後面跟8432個零。研究人員說,記憶是自然智慧的基礎,而人腦的記憶容量至今還是個謎,因為沒人能建立合適的計算模型將其測算出來。人腦中神經元的數量是已知的,大約為1000億個,許多分析家以此為基礎提出了電腦不久將超過人腦的觀點。但是研究人員並不局限於這個角度,他們運用一系列運算法則,計算出了人腦的記憶總量,其中包括不同神經網路的龐大數量,這項發現可能會改變電腦設計的思路。今後的電腦可能不是增加位元組,而是模仿人腦,特別是更加注重神經網路。人腦細胞有140——160億條,被開發利用的僅占1/10。人腦子裡儲存的各種信息,可相當於美國國會圖書館的50倍,即5億本書的知識。
人的大腦有100多億個神經細胞,每天能記錄生活中大約8600萬條信息。據估計,人的一生能憑記憶儲存100萬億條信息。
如能把大腦的活動轉換成電能, 相當於一隻20瓦燈泡的功率。
根據神經學家的部分測量,人腦的神經細胞迴路比今天全世界的電話網路還要複雜1400多倍。
每一秒鐘,人的大腦中進行著10萬種不同的化學反應。
人體5種感覺器官不斷接受的信息中,僅有1%的信息經過大腦處理,其餘99%均被篩去。
大腦神經細胞間最快的神經衝動傳導速度為400多公里/小時
大腦的四周包著一層含有靜脈和動脈的薄膜,這層薄膜里充滿了感覺神經。但是大腦本身卻沒有感覺,即使將腦子一切為二,人也不會感到疼痛。
人的大腦平均為人體總體重的2%,但它需要使用全身所用氧氣的25%,相比之下腎臟只需12%,心臟只需7%。神經信號在神經或肌肉纖維中的傳遞速度可以高達每小時200英里。
人體內有45英里的神經。
人的大腦細胞數超過全世界人口總數2倍多,每天可處理8600萬條信息,其記憶貯存的信息超過任何一台電子計算機。