加州理工计算出的人类思维速度之慢令人惊讶(图)

我们都喜欢认为自己思维敏捷，但加州理工学院的一项新研究计算出，我们的大脑处理信息的速度极慢，大约仅为每秒 10 比特。 尽管我们的感官系统收集数据的速度要快上一亿倍，但这种悠闲的速度可能有着悠久的进化根源。


人们常说人脑是世界上最强大的计算机，它的效率毋庸置疑。 但就计算机而言，它的工作速度究竟有多快？ 加州理工学院的生物学家用比特来量化人类的思维速度。 从数字上讲，一个比特就是一个1或0，一串比特用于编码信息。这项新研究的研究人员首先用人类术语定义了一个比特。 当然，它因信息处理的具体模式而异--例如，在阅读和写作中，他们将一个比特量化为一个文本字符，而在听语音时，它基本上是一个声音。 在书写方面，他们以专业打字员为例。 他们的打字速度为每分钟 120 个字符，平均每字 5 个字符，即每秒敲击 10 次键盘，也就是每秒敲击 10 个比特。 对于音频，为确保您的语音清晰易懂，建议的速度为每分钟 160 个字。 按照同样的计算方法，这相当于每秒 13 比特。 研究小组接着为人类信息处理的极端例子计算了类似的比特率。 这包括以世界纪录的速度解魔方（11.8 比特/秒）、数字记忆挑战（4.9 比特/秒）、专业俄罗斯方块（7 比特/秒）和速度纸牌挑战（17.7 比特/秒），后者涉及研究一副随机纸牌并回忆顺序。 由此，研究小组得出结论，大约每秒 10 比特是人类思维速度的良好平均值。 与人工数据传输系统相比，这是一个非常慢的速度--例如，Wi-Fi的速度通常以数亿比特为单位。 与我们自身的硬件--感觉器官和神经系统--相比，这个速度甚至更慢。 根据研究小组的计算，人眼中一个锥形感光器的信息传输速度约为 270 比特/秒，也就是说，每只眼睛的信息传输速度达到了惊人的 16 亿比特/秒。 视神经似乎会将其压缩到约 1 亿比特/秒。 然而，这仍然使我们的思维速度相形见绌，尤其是考虑到同时从我们其他感官输入的大量信息。 这项研究的通讯作者马库斯-迈斯特（Markus Meister）说："每时每刻，我们都在从感官接收的万亿比特中提取10比特，并用这10比特来感知周围的世界并做出决策。" 研究小组说，单个神经元的数据传输速率要快得多，但实际上它们通常以每秒 10 比特左右的速度运行。 这可能是我们最古老的祖先遗留下来的问题，他们只需要专注于寻找食物和躲避捕食者。 因此，我们的大脑在同一时间只能有一个"思路"。 研究人员在论文中写道："我们的祖先选择了一种生态位，在这种生态位中，世界的速度慢到足以使生存成为可能。事实上，每秒 10 比特的速度只有在最糟糕的情况下才会需要，大多数时候我们的环境变化速度要悠闲得多。" 这对未来技术的影响有点令人担忧。 研究人员说，计算机、机器人和人工智能处理信息的速度比我们快得多，而且只会越来越快。 研究小组写道："关于自动驾驶汽车是否能在交通中达到人类水平的讨论似乎已经过时：道路、桥梁和十字路口都是为处理速度为 10 比特/秒的生物设计的。 当最后一名人类驾驶员最终退休时，我们就可以更新基础设施，让机器以千位/秒的速度进行认知。 到那时，人类将被建议远离这些生态位，就像蜗牛应该避开高速公路一样。" 对于希望通过埃隆-马斯克（Elon Musk）的神经链接（Neuralink）等系统，用人工智能增强自身认知能力的人来说，这也是个坏消息。 无论计算机的发展速度有多快，我们那些软绵绵的老古董硬件仍将是瓶颈。 论文写道："根据本文回顾的有关人类认知速度的研究，我们预测马斯克的大脑将以大约 10 比特/秒的速度与计算机通信。马斯克可以不使用神经链路电极束，而直接使用电话，电话的数据传输速率设计与人类语言相匹配，而人类语言又与感知和认知的速度相匹配。" 不过，这项研究确实需要一点数字上的推敲。 大脑比特和计算机比特并不能完全相提并论--例如，ASCII 等系统对每个字符的编码需要七个比特，而新的说法是大脑中每个比特编码一个字符。 另外，很难量化不同人类活动的比特。 无论如何，这是一项引人入胜的研究，它将引发你的思考--只是，不要太快。 这项研究发表在《神经元》（Neuron）杂志上。