科学家:人脑比最快的超级计算机还要强大

人气 4183

【大纪元2022年12月07日讯】(英文大纪元记者Tara MacIsaac报导/赵孜济编译)在这个信息时代,我们人类的大脑仍然是一个谜,这是一件令人羞愧的事情。

我们花费数百万美元开发更复杂的超级计算机,并花费大量能源为我们的设备供电,然而,永远方便、高效和便宜的人脑在各个方面都超越了我们的顶级技术。本文列出一些事实。

1. 一台超级计算机需82,944个处理器和40分钟来模拟一秒钟的人脑活动

几年前,日本冲绳工业大学研究生院(the Okinawa Institute of Technology Graduate University)和德国尤利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)的研究人员使用K超级计算机来模拟人类大脑的一秒钟活动。

当时,计算机可以容纳17.3亿个神经细胞(神经元)的网络模型。然而,人类大脑有大约1,000亿个神经元。作为比较,人类大脑的神经元数量与银河系中的恒星数量一样多。

虽然计算机成功地模拟了一秒钟的大脑活动,但花了40分钟。

K超级计算机是当时世界上最快的计算机,直到2011年黯然失色(它于2019年退役)。但在2014年,它能够每秒处理10.51 Petaflops(Petaflop/s)的数据,你可以理解为大约每秒10,510万亿次计算。

由于技术进步日新月异,在短短三年内,超级计算机天河二号的计算能力增加了两倍,达到了33.86 Petaflop/s(每秒33,860万亿次计算)。

当时,iPhone5s内部的图形单元每秒产生约0.0000768 Petaflop的数据。因此,世界上最快的计算机比iPhone 5s内部的图形单元快约440,000倍,但仍比人脑慢几个数量级。

南加州大学安纳伯格传播学院(the Annenberg School of Communication at the University of Southern California)的马丁‧希尔伯特(Martin Hilbert)于2011年发表在《科学》杂志上的一项研究评估了世界计算信息的能力。希尔伯特这样说:“作为比较,2007年人类可以在其通用计算机上每秒执行6.4*1,018条指令,与一个人脑每秒执行的最大神经冲动数量处于同一范围内。”

2. 大脑所需能源与计算机的差距

撇开罕见的先天缺陷不谈,我们生来就有大脑,它们正好适合我们的头骨!据《福布斯》(Forbes)报导,天河二号的建造成本约为3.9亿美元。在峰值功率下,它消耗超过17.6兆瓦的电力,计算机综合体占地约2,300平方英尺(720平方米)。其他一些被认为节能的超级计算机消能大约为8兆瓦。

一兆瓦等于100万瓦。一个100瓦的灯泡一打开就会消耗100瓦,因为“瓦特”是指每秒使用的能量。因此,世界上最快的计算机消耗的功率相当于176,000个灯泡。

戴尔(Dell)企业技术专家杰夫‧莱顿(Jeff Layton)博士在一篇博客文章中写道:“这些系统非常大,价格昂贵,而且耗电。”

当然,大脑也需要能源。大脑的能量来自食物,在我们的现代农业系统中,食物提供能源。

3. 超级计算机的泡沫比房地产泡沫更大

虽然我们在日常生活中使用的计算机非常有用,但一些专家对超级计算机的有用性表示怀疑。

《南华早报》在一篇关于中国的天河二号的文章中说:“与可以处理从文字处理到游戏和网页浏览等各种任务的家用计算机不同,超级计算机是为非常特定的目的而构建的。为了充分利用它们的全部计算能力,研究人员必须花费数月甚至数年的时间,编写或重写软件代码,以训练机器有效地完成工作。”

《华盛顿邮报》引用一位未透露姓名的北京计算中心的资深科学家说:“超级计算机泡沫比房地产泡沫更糟糕。一栋建筑建成后会屹立几十年,但一台计算机,无论今天有多快,五年后都会变成垃圾。”

4. 大脑带宽与调制解调器相比如何?

许多科学家已经尝试过估算人类思维处理速度的度量。他们给出的结果因方法而异。将调制解调器的带宽与大脑的“带宽”进行比较并不是精确的科学。

首先,我们将看看大脑每秒可以处理多少比特的数据(bps),然后我们看看一个普通调制解调器可以处理多少bps。你可以根据你通过互联网上传图片需要多长时间来估算,而不是你处理你眼前看到的东西需要多长时间。

哥本哈根商学院(Copenhagen Business School)科学哲学兼职教授Tor Nørretranders博士写了一本名为“用户错觉:将意识缩小”(The User Illusion: Cutting Consciousness Down to Size)的书。他在书中指出,有意识的头脑每秒处理大约40比特,而潜意识每秒处理1,100万比特。

奥地利理论物理学家赫伯特‧弗兰克(Herbert W. Franke)指出,人类的大脑可以有意识地每秒吸收16比特,并且可以有意识地在头脑中一次保持大约每秒160比特。有趣的是,他指出,因此,大脑可以将任何情况的复杂性降低到160比特。

法国普罗旺斯大学(the Université de Provence)的认知心理学家费尔明‧莫斯科索‧德尔‧普拉多‧马丁(Fermin Moscoso del Prado Martin)确定,人脑可以处理大约每秒60个比特。在一篇关于他工作的《技术评论》(Technology Review)的评论中,他指出,他不知道上限,这意味着他不能肯定,大脑是否无法处理超过60个比特的速率。

现在,让我们看看家用调制解调器有多快。

1M比特(Mbps)等于100万比特。家用调制解调器的工作速度从每秒50M比特到几百M比特不等。这比你的意识快数百万倍,至少是潜意识的五倍。在这个问题上,计算机胜了一筹,它们确实胜过大脑。当然,人们对潜意识的了解仍然如此之少,所以这些数字远未确定。

即使我们的大脑在吸收数据方面相对较慢,大脑处理数据的方式也是惊人的。

5. 我们可以学习 我们可以发明

人工智能(AI)在开发创造性计算机方面正在取得进展。但是,最先进的人工智能也远远落后于人类大脑,就像几千年前一样。

在为MakeUseOf.com撰写的一篇文章中,电气工程师和自由撰稿人瑞安‧杜贝(Ryan Dube)评论了加里‧马库(Gary Marcus)的论述:“计算机和人类思维之间的根本区别在于记忆的基本组织。”

杜贝写道:“为了检索数据,计算机使用逻辑存储位置。而人脑根据线索记住信息的存储位置。这些线索是与需要检索的信息相关的其它信息或记忆。”

“这意味着人类的大脑可以通过各种方式连接几乎无限数量的概念,而且有时会根据新信息断开连接,或重新创建连接。这使人类能够超越已经学到的东西的界限,这就给予了人类之所以能成为人类的新艺术和新发明。”

6. 我们仍然不了解大脑 我们可能还会发现更多深邃的好处

《国家地理》(National Geographic)展示了精确绘制人脑地图的任务是多么艰巨。它在2014年2月的题为“大脑的新科学”(The New Science of the Brain)的文章中说,科学家们创建了一个3D模型,模拟一粒盐大小的小鼠大脑的一部分。为了准确地绘制出小鼠大脑的这一小部分,他们使用电子显微镜将其成像为200个部分,每个部分都像人类头发一样细。“以这种详细程度可视化人脑,将需要相当于世界上所有图书馆中所有书面材料的数据量。”《国家地理》写道。

2005年,加州理工学院(Caltech)和加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员发现,大脑的1,000亿个神经元中只有少数用于存储有关人物、地点或概念的信息。例如,他们发现,当测试对象看到女演员詹妮弗‧安妮斯顿(Jennifer Aniston)的照片时,大脑中的一个特定神经元会做出反应,而另一个神经元专门对女演员哈莉‧贝瑞(Halle Berry)的形象做出反应。◇

原文“Scientists Reveal How Powerful the Human Brain Is Compared to the Fastest Supercomputers in the World”刊于英文《大纪元时报》网站。

责任编辑:韩玉#

相关新闻
人脑不是大个的鼠脑 每个细胞都如微电脑
人脑是小宇宙?大脑神经网与星系网络相似
研究发现人脑内意识“开关”
专家:电脑恐永远无法和人脑相比
最热视频
【菁英论坛】疫情叠加危机 中共政局像明末
【中国禁闻】监狱大量人员死亡 南京统筹处理遗体
【十字路口】中共没钱了!习王朝三大恐惧
【晚间新闻】卫健委吹哨人:北京20万遗体待火化
【有冇搞错】从瘟疫化石谈官员躺平
【时事军事】西方与俄罗斯 历史性坦克对决似已就绪
如果您有新闻线索或资料给大纪元,请进入安全投稿爆料平台
评论