計算機與人腦 人腦與計算機

2021-10-12 08:24:57 字數 2330 閱讀 1142

馮·諾依曼

馮·諾依曼屬於20世紀擁有最發達頭腦的全才之一(我個人認為可以去掉之一),計算機之父與博弈論之父。關於他的傳奇可以讀讀馮·諾依曼天才拾荒者。我估計不止計算機行業的人知道他,因為他在數學、物理、經濟、計算機等領域都做出了極為重要的貢獻。

資訊處理裝置

人腦和計算機都是資訊處理裝置,目前人類對自己大腦的了解可以說是甚少,自然我們沒有辦法按照人腦來設計實現計算機。縱使這樣它們仍然有一些相似之處,例如都需要記憶來儲存資訊。當然,人腦有些功能特性是計算機所沒有的,且很難模擬出來,所以兩者在邏輯上未必有必然的聯絡。

原理不同

計算機由人類發明,它以數字位元的形式來處理和儲存資訊,由程式決定處理和儲存資訊的具體方式。

人腦是生物進化的結果。人腦由無數各種各樣的神經細胞構建而成的系統。該如何構建這個系統由細胞核中的基因說了算,而人類的系統是會不斷進化的。經過長期的反覆基因突變和自然選擇,使得系統構建方式不斷得到改進。也正是這種能力讓人類隨著環境不斷發展。

神經系統根據環境朝著能使主題提高生存和增加後代的概率的方向進化,它讓人類遠離有害的東西,並根據感官刺激決定自己的行為。大約一兩百萬年前,人類祖先的中樞神經系統發生了突變,使得人類發展出了複雜的語言並創造了數學和語法。這樣人類就變成了乙個靈活且多功能的裝置,能夠解決比較複雜的問題。

對於進化,現在的多數的我們比歐幾里得和阿基公尺德知道更先進的數學技術,但我們不能說他們不如我們聰明。我們文化上的進化速度要遠遠領先於生物上的進化速度。類似地,計算機的進化也會超過文化上的進化,它們可能會成為比人類還出色的數學家。那時的我們,生活將更加無趣,生命也更沒有價值。

人腦速度慢

計算機的執行速度以時鐘來衡量,常見個人電腦能達到千mhz,對應的是納秒級別。而人類神經系統產生變化的特徵時間至少是毫秒級別。在神經流中傳輸的速度大概每秒1-100公尺,對於人類來說,有些事發生是一瞬間的。但比起計算機可是慢了幾百萬倍。

計算機的高速度很適合完成重複的任務,每個階段都為下個階段提供更新過的輸入資訊。而對於人類大腦,它更擅長利用大量的並行結構一次性地處理資訊。縱使我們已經將並行的思想引入計算機中,但它仍然沒辦法與人類大腦中千億個神經細胞的執行方式相比。

總結起來就是人腦速度慢、大量並行操作,而計算機速度快、高重複性的操作。

人腦記憶差

縱使人類能背誦不可思議的長篇的文學作品,但計算機做這些事完全沒壓力。當然也不能就這樣說計算機比人類強,因為背誦並不是記憶功能的主要用途,而且很難良好我們的記憶真正擅長什麼。

人腦與計算機也有相似的地方,都有多種型別的記憶,粗略地可以分為長時記憶和短時記憶。將事物轉**類的長時記憶需要時間需要蛋白質的合成。而短時記憶只能讓我們記住剛剛看過的一系列條目,一般能記住的也就是7個以內。因為對於人類來說,準確記住剛剛看過一遍的**號碼並非攸關種族的生存延續,否則自然選擇作用會讓人類更擅長完成該任務。

人腦的視覺和語言系統

人類視覺系統經過幾百萬年進化已成為相當有效的工具,在複雜環境中識別出藏匿的動物和物理的能力,對於人類的祖先的生存是至關重要的額,所以人類這方面的能力十分出眾。而如今的我們,正利用這種能力來識別幾何圖形圖表、公式和數學等。

大約在五萬年前,人類開始通過語音來交流複雜抽象資訊。人類對任何事物的研究都離不開自然語言的使用,不管是英語、希臘語、漢語還是其他口語或書面語言。

人腦缺少形式的準確性

對於兩份文件,如果要找出兩者之間的異同,計算機能輕鬆完成該項工作,不管它是英語還是漢語。但對於人類來說,要完成這項工作卻很吃力,而且最好我們還要懂得英語和漢語。

也就是說對於某項很長的任務,要求執行時不出錯,只要邏輯簡單,那麼計算機就能輕鬆處理,但對於人類卻是相當困難。但如果要比拼辨別能力,比如識別出乙隻貓,我們可比計算機在行多了。人腦的優勢在創造性領域。

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