趙泠 | 如果人類大腦全被開發(fā)出來，永遠不會遺忘，將會發(fā)生什么？
一個突觸可存儲約 4.7 比特信息，人腦的硬盤容量約 910TB，在每個領(lǐng)域能掌握的概念約十萬個。題設(shè)“永遠不會遺忘”會導致人們比現(xiàn)在更多地出現(xiàn)“某個領(lǐng)域的概念已經(jīng)裝滿”、無法在同一領(lǐng)域添加更多知識的情況，但那不太重要。
- 人腦的工作記憶（約等于寄存器）是 4，同時能跟蹤最多四個事物[1]。事物可以是人、物件、單詞、數(shù)字等等。這比計算機要弱得多。不過，四個事物的視覺與聽覺信息等附屬物可以有超過 30G 的緩存。
- 人腦的短時記憶的半衰期只有 7 秒，容量只有 7±2 個信息塊。
這些東西按題設(shè)變得“永遠不會遺忘”會導致新輸入的信息與舊信息疊加，嚴重失真甚至無法解析。這是自然語言的問題。當一個人聲稱想要“永不遺忘”的時候，他一般是在談“短期記憶一定變?yōu)殚L期記憶、長期記憶不被淡忘”，而不是“工作記憶、視覺緩存全部堆積起來”。題目中的“大腦全被開發(fā)出來”大概來自人腦開發(fā)了百分之十之類說法，是古老的誤會。腦的硬盤容量
神經(jīng)細胞通過軸突和樹突相互發(fā)生聯(lián)系，傳遞信息，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成大腦記憶和思維的物質(zhì)基礎(chǔ)。突觸是記憶的物質(zhì)儲存結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，每個突觸可存儲約 4.7 比特信息[2]，整個人腦約可儲存 910TB 信息（作為對比，2017 年整個互聯(lián)網(wǎng)約有 500 萬 TB 信息）。神經(jīng)細胞不斷有新的突觸形成，也不斷有舊的突觸消失。動物受到外界刺激時，突觸形成和消失的數(shù)量驟然增加。據(jù)觀察，有些突觸只存在幾個小時，而另外一些則長時間存在并可能固定下來形成新的神經(jīng)線路。研究表明一個人在每個特定領(lǐng)域可以掌握約 10 萬個概念：設(shè)每個專業(yè)方面的知識占一個普通人知識總量的 1%、每個概念需要 0.1MB~1MB 來儲存，按照庫茲韋爾在《奇點臨近》里給出的估算[3]，一個普通人的知識總量約為 1.13TB，距離 910TB 的硬盤容量限制還很遙遠。因此，剪枝機制的存在不是因為硬盤容量限制。對人腦計算力的估算
卡內(nèi)基·梅隆大學的機器人專家漢斯·莫拉維克分析了視網(wǎng)膜內(nèi)的神經(jīng)圖像處理電路。他認為視網(wǎng)膜每秒執(zhí)行一千萬次圖像邊緣檢測和移動檢測?；趲资杲ㄔ鞕C器人視覺系統(tǒng)的經(jīng)驗，他估計每次重現(xiàn)人類的視覺檢測需要機器執(zhí)行約一百條指令，這意味著復(fù)制視網(wǎng)膜這一部分的圖像處理功能需要十億次計算每秒。視網(wǎng)膜上的神經(jīng)元總重 0.02 克，是人類大腦重量的七萬五千~十萬分之一。因此，復(fù)制整個人腦的計算能力需要每秒執(zhí)行七十五萬億~一百萬億條指令。勞埃德·瓦特和他的同事們在用計算機模擬人類聽覺系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn)，機器至少需要每秒計算一千億次來在接近人類的架構(gòu)下和人一樣好地確定聲源的位置。聽覺皮層約占人腦皮層的千分之一，因此人腦的總計算力在一百萬億次每秒以上。得克薩斯大學的模擬小腦區(qū)域?qū)嶒灩烙?，模擬每個神經(jīng)元需要一萬次計算每秒。這樣整個大腦需要約一千萬億次計算每秒。據(jù)此，有一定冗余度的估計是人腦的總計算力在一億億次每秒的程度。中國的天河二號已經(jīng)超越了這個計算力，不過目前人腦還是遠比它小而節(jié)能。意識清醒的成人大腦的功率約為 20 瓦，而天河二號光是電費就突破天際。參考
- ^https://doi.org/10.1016/j.neuron.2015.07.028
- ^https://elifesciences.org/articles/10778
- ^庫茲韋爾并不認為一個人可以成為100個領(lǐng)域的專家，其實他認為一個人有7個完整知識塊就了不起了，其余部分是并不完整甚至碎片化的
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
