迄今为止没有一部超级计算机的综合能力超过人脑

关于我们的大脑,曾被证实由140亿个脑细胞组成,与此同时,每个脑细胞又能生长出2万个树枝状的树突,并通过传递和交换的速度高达每秒1000亿次。如此神通广大无怪乎世界上功能最强大的计算机在它面前都不免黯然失色。除此之外,它的存储空间也不容小觑,完全可以囊括50亿本书的内容,相当于500个美国国会图书馆的藏书量《世界藏书之最》。

迄今为止没有一部超级计算机的综合能力超过人脑

科学家表示,大脑的运算能力比超级计算机强,并不是说算得更快。也就是说人类的大脑能够处理更为复杂的信息,而在计算速度方面,相较于超级计算机,人脑无法企及。大脑的强项在于大规模的并行化,即所有神经网络可以同时解决多个问题。而现有的计算机平台,无论速度多快,都是顺序操作的,每一步只能解决一个问题。

人类大约有几百亿个脑细胞,每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质,一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机菜叶网,一个突触的作用大约相当于计算机的一块芯片。可以很简单地推算出来,人的大脑相当于上千亿块或上万亿块芯片。 而脑细胞、脑神经、突触、蛋白质以及组成蛋白质的氨基酸都有很多种,运动起来远比电路复杂得多了。所以人类搞清人脑功能的时间还要推后。

用数据对比一下:

容量上,计算机的容量要看硬盘的大小,“天河二号”的内存大约为1.408P(1PB=1024TB),外存差不多12.4PB;

因为人类的大脑是由神经元构成的,只有换算过来才能相比,2014年《自然》中的一篇文章,分析小鼠的大脑中有13个神经元,差不多存储了1TB的数据。而人类的大脑中大约有一千亿个神经元,笔者算了一下,大概相当于74万PB。但也不是所有的神经元都是用来存储的,假如用最主流的说法,我们只用了大脑的10%,那也相当于7.4万PB的储量。

速度上,由于两者的工作机制不同,所以比较的方法要能适用于两者,那就是测试两者在自己的系统中能以多快的速度将信息从一点传到另一点,相对于人脑而言就是神经元发出信号的频率。美国两位博士计算的数据表明,在敏捷程度——即转移数据的能力上,大脑至少比美国红杉超级计算机快上30倍。

当然最重要的还是功能上,这就更没法比较了,计算机只能用于储存数据、计算数据之类的,而人的大脑是人体中最微妙的智能器官。它重约1.3千克,体积只有1.4立方米,大约由100多亿个神经细胞所组成。每个神经细胞的周围,有1000~10000个突触伸展出去,和相邻的神经细胞的突触相交联菜叶网。这些突触像电路一样,都具有一个能通过或停止“电子流动”的“闸门”,因此,大脑能够储存10万亿位的信息量。

并且人类的大脑能做的太多了,思考、决判、创造、对所储存的数据进行各类处理、分析等等,这些都不是计算机能够相比的。

两者还有一个很重要的区别,你之所以会觉得计算机非常强大,是因为它的储存方式是永久的,而且非常精细,就拿一部电影来说,计算机可以将每一帧、每一像素都储存起来。

而人脑就不会这样做,人类的记忆可以分为永久的和短暂的,永久的需要不断的回忆来加强记忆,而短暂的可能几分钟就会忘记。这其实是对自身的一种保护菜叶网,只记住对自身来说重要的东西,不重要的东西会自行删除,这使你的大脑不会像计算机一样内存太多而死机。可以想象一下,假如你几十年所经历的每一件事、说过的每一句话、看到的每一个画面都记忆犹新,你还怎么生活呢。

研究人员说,记忆是自然智慧的基础,而人脑的记忆容量至今还是个谜,因为没人能建立合适的计算模型将其测算出来。人脑中神经元的数量是已知的,大约为1000亿个,许多分析家以此为基础提出了电脑不久将超过人脑的观点。但是研究人员并不局限于这个角度,他们运用一系列运算法则菜叶网,计算出了人脑的记忆总量,其中包括不同神经网络的庞大数量,这项发现可能会改变电脑设计的思路。今后的电脑可能不是增加字节,而是模仿人脑,特别是更加注重神经网络。

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