Det är sorgligt att inse att den mänskliga hjärnan fortfarande är ett mysterium under den tekniska framstegens era. Dessutom spenderar vi miljontals dollar på att utveckla jätte superdatorer och använder enorma mängder energi från icke förnybara resurser för att driva dessa enheter. Och den relativt lilla mänskliga hjärnan är i många avseenden fortfarande överlägsen de kraftfullaste datorerna.
En superdator kräver 82 944 processorer och 40 minuters drift för att simulera en sekund av mänsklig hjärnaktivitet.
Förra året användes K-superdatorn av forskare vid Okinawa University of Technology i Japan och Juelich Research Center i Tyskland i ett försök att simulera en sekund av mänsklig hjärnaktivitet.
Datorn kunde återskapa en modell på 1,73 miljarder nervceller (nervceller). Men den mänskliga hjärnan innehåller cirka 100 miljarder neuroner. Det vill säga det finns ungefär lika många nervceller i den mänskliga hjärnan som det finns stjärnor i Vintergatan. Även om datorn lyckades simulera en sekund av hjärnaktivitet framgångsrikt tog det 40 minuter.
En anställd vid Korea Science Institute kontrollerar superdatorer i Daejeon, Sydkorea, 5 november 2004.
Kampanjvideo:
Superdator K 2011 var den snabbaste datorn i världen. Dess kapacitet är cirka 10,51 petaflops, det vill säga cirka 10 510 biljoner operationer per sekund. Teknik utvecklas snabbt, så nu ligger K redan på fjärde plats, på första plats är Tianhe-2 (33,86 petaflops, 33 860 biljoner operationer per sekund). Således lyckades vi på tre år tredubbla datorkraften för den mest avancerade datorn.
För att göra dessa siffror tydligare producerar iPhone 5p ungefär 0.0000768 petaflops. Totalt är världens snabbaste dator cirka 440 000 snabbare än grafiken på iPhone 5, men långsammare än den mänskliga hjärnan.
En studie av Martin Hilbert från Annenberg School of Communication vid University of Southern California, publicerad i Science 2011, kvantifierade världens förmåga att bearbeta information. Hilbert formulerade det enligt följande: "Människor runt om i världen kan utföra 6,4 * 1018 operationer per sekund på vanliga datorer från 2007, vilket är jämförbart med det maximala antalet nervimpulser som förekommer i en mänsklig hjärna per sekund."
Hjärnan är billig: den kommer gratis
Med undantag för sällsynta medfödda abnormiteter är vi alla födda med hjärnor. Det tog 390 miljoner dollar att bygga Tianhe-2, sa Forbes. Med intensivt arbete förbrukar den över 17,6 megawatt energi, ytan på datorkomplexet är 720 kvadratmeter. meter. Andra superdatorer är mer energieffektiva och förbrukar cirka 8 megawatt.
Som jämförelse: 1 megawatt motsvarar 1 miljon watt. En 100-watts glödlampa drar 100 watt när den är påslagen. Som ett resultat förbrukar den snabbaste datorn lika mycket energi som 176 000 glödlampor.
Dr. Jeff Layton, en datorteknolog vid Dell Computer Corporation, skriver i ett blogginlägg: "Dessa system är mycket skrymmande, dyra och energikrävande."
Naturligtvis behöver hjärnan också energi. Han får det från mat, vilket kräver bränsle för att producera i ett modernt jordbrukssystem.
Datorerna vi använder i vårt dagliga liv är användbara. Men vissa experter ifrågasätter nyttan av superdatorer.
South China Morning Post publicerade en artikel om Kinas superdator Tianhe-2:”Till skillnad från persondatorer, som kan utföra en mängd olika uppgifter, från ordbehandling till spel till surfning, är superdatorer byggda för specifika uppgifter. För att utforska sin fulla beräkningskraft har forskare tillbringat månader, om inte år, för att skriva och skriva om koder för att träna en maskin för att göra sitt jobb effektivt."
En högre kollega vid Peking Computer Center, som bad att vara anonym, sa till South China Morning Post:”Superdatorbubblan är värre än fastighetsbubblan. Byggnaden kommer att stå i årtionden efter att den byggts, och datorn, oavsett hur snabb den är enligt dagens standard, kommer att skräpa om fem år."
Vilket är snabbare: ett datormodem eller en mänsklig hjärna?
Många forskare har försökt att mäta den mänskliga hjärnans informationsbehandling. Siffrorna de ger varierar och beror på vilken metod som används. Att jämföra modemets hastighet och hjärnans "hastighet" kan knappast klassificeras som en exakt vetenskap.
Först måste du överväga hur många bitar per sekund din hjärna kan bearbeta och sedan se hur många bitar per sekund en modern dator kan bearbeta i genomsnitt. Med andra ord måste du jämföra hur lång tid det tar för en dator att ladda ner en bild från Internet och hur lång tid det tar för dig att analysera vad du ser framför dina ögon.
Dr. Thor Norrethranders, professor i filosofi vid Copenhagen Business School, har skrivit en bok som heter The User's Illusion: Reducing Consciousness, där han hävdar att sinnet bearbetar cirka 40 bps och det undermedvetna bearbetar 11 miljoner bps.
Den österrikiska teoretiska fysikern Herbert W. Franke hävdade att det mänskliga sinnet medvetet kan assimilera 16 bitar / s och medvetet hålla 160 bitar / s i åtanke. Av denna anledning, konstaterar han, kan sinnet förenkla alla situationer till 160 bps.
Fermin Moscoso del Prado Martin, en kognitiv psykolog vid universitetet i Provence i Frankrike, har bestämt att hjärnan bearbetar cirka 60 bps. I sin artikel i Technology Review sa han att han inte var säker på den övre gränsen. Det vill säga, han kan inte hävda att hjärnan inte kan bearbeta mer än 60 bps.
Låt oss nu se hur snabbt din dator är hemma.
En megabit per sekund motsvarar 1 miljon bitar per sekund. Hemmodem kan arbeta med hastigheter från 50 megabit per sekund till flera hundra megabit per sekund. Detta är en miljon gånger snabbare än ditt medvetna sinne och minst fem gånger snabbare än ditt undermedvetna. Det vill säga, datorer är klart överlägsna hjärnan i detta avseende. Naturligtvis är dessa siffror felaktiga, för med det mänskliga undermedvetna är mycket inte helt klart.
Men medan människor är relativt långsamma med att ta in information är det imponerande hur de vet hur man behandlar den.
Vi lär oss och vi uppfinner
Forskare arbetar för att skapa datorer som kan vara kreativa. Men för närvarande är den mest avancerade artificiella intelligensen i detta avseende sämre än hjärnan hos människor som levde för tusentals år sedan.
Författaren och elingenjören Ryan Dube kommenterar i en artikel för MakeUseOf.com ett uttalande av författaren Gary Markus: "Den grundläggande skillnaden mellan datorer och det mänskliga sinnet är minnesorganisation."
Dube skrev:”För att hitta information använder en dator virtuella minnesplatser. I sin tur kommer den mänskliga hjärnan ihåg var informationen är tack vare tips. De är själva en enhet av information eller minne som är associerad med den information som finns.
”Detta innebär att det mänskliga sinnet kan ansluta ett nästan obegränsat antal begrepp på varandra på olika sätt och sedan ta bort eller återställa dessa anslutningar efter mottagande av ny information. Denna funktion gör det möjligt för människor att gå utöver den redan studerade informationen och skapa nya uppfinningar och konst, vilket är en särdrag hos mänskligheten."
Hjärnan är dåligt förstådd och dess fördelar avslöjas inte helt
National Geographic illustrerar hur svårt det är att skapa en noggrann modell av den mänskliga hjärnan. I februariutgåvan av tidningen, New Brain Science, beskrivs hur forskare skapade en 3D-modell av en del av en mushjärna på ett saltkorn. För att kartlägga detta lilla avsnitt i detalj använde de ett elektronmikroskop och delade det i 200 sektioner, var och en lika tjock som ett människohår.
"Att kartlägga den mänskliga hjärnan på ett liknande sätt skulle kräva mer data än någon text i varje bibliotek i världen", skriver National Geographic.
År 2005 fann forskare vid University of California och California Institute of Technology att endast ett fåtal av de 100 miljarder neuronerna i hjärnan används för att lagra information om en viss person, plats eller koncept. Till exempel fann de att när människor visades ett foto av skådespelerskan Jennifer Aniston, svarade en viss neuron i hjärnan. Och på bilden av skådespelerskan Halle Berry reagerade en annan neuron redan.
