Z przykrością zdajemy sobie sprawę, że w dobie postępu technicznego ludzki mózg wciąż pozostaje tajemnicą. Ponadto wydajemy miliony dolarów na tworzenie gigantycznych superkomputerów i wykorzystywanie ogromnych ilości energii z nieodnawialnych źródeł do zasilania tych urządzeń. A stosunkowo mały ludzki mózg pod wieloma względami wciąż przewyższa najpotężniejsze komputery.
Superkomputer wymaga 82 944 procesorów i 40 minut pracy, aby zasymulować jedną sekundę aktywności ludzkiego mózgu.
W zeszłym roku superkomputer K został użyty przez naukowców z Okinawa University of Technology w Japonii i Julich Research Center w Niemczech do symulacji 1 sekundy aktywności ludzkiego mózgu.
Komputer był w stanie odtworzyć model 1,73 miliarda neuronów (komórek nerwowych). Jednak ludzki mózg zawiera około 100 miliardów neuronów. Oznacza to, że w ludzkim mózgu jest tyle samo neuronów, ile gwiazd w Drodze Mlecznej. Mimo że komputer był w stanie pomyślnie zasymulować 1 sekundę aktywności mózgu, zajęło to 40 minut.
Pracownik Korea Science Institute sprawdza superkomputery w Daejeon w Korei Południowej, 5 listopada 2004.
Film promocyjny:
Superkomputer K w 2011 roku był najszybszym komputerem na świecie. Jego wydajność wynosi około 10,51 petaflopów, czyli około 10510 bilionów operacji na sekundę. Technologie szybko się rozwijają, więc teraz K jest już na czwartym miejscu, na pierwszym jest Tianhe-2 (33,86 petaflopów, 33 860 bilionów operacji na sekundę). Tym samym w ciągu trzech lat udało nam się potroić moc obliczeniową najbardziej zaawansowanego komputera.
Aby te liczby były wyraźniejsze, iPhone 5p wytwarza około 0,0000768 petaflopów. W sumie najszybszy komputer świata jest około 440 000 szybszy od grafiki iPhone'a 5, ale wolniejszy niż ludzki mózg.
Badanie Martina Hilberta z Annenberg School of Communication na Uniwersytecie Południowej Kalifornii, opublikowane w Science w 2011 roku, określiło ilościowo zdolność świata do przetwarzania informacji. Hilbert sformułował to następująco: „Ludzie na całym świecie mogą wykonywać 6,4 * 1018 operacji na sekundę na zwykłych komputerach z 2007 roku, co jest porównywalne z maksymalną liczbą impulsów nerwowych, które występują w jednym ludzkim mózgu na sekundę”.
Mózg jest tani: za darmo
Z wyjątkiem rzadkich wad wrodzonych wszyscy rodzimy się z mózgiem. Budowa Tianhe-2 zajęła 390 milionów dolarów, powiedział Forbes. Przy intensywnej pracy zużywa ponad 17,6 megawatów energii, powierzchnia kompleksu komputerowego to 720 metrów kwadratowych. metrów. Inne superkomputery są bardziej energooszczędne i zużywają około 8 megawatów.
Dla porównania: 1 megawat to 1 milion watów. 100-watowa żarówka po włączeniu pobiera 100 watów. W rezultacie najszybszy komputer zużywa aż 176 000 żarówek.
Dr Jeff Layton, informatyk w Dell Computer Corporation, pisze na blogu: „Systemy te są bardzo nieporęczne, drogie i energochłonne”.
Oczywiście mózg również potrzebuje energii. Otrzymuje go z pożywienia, którego produkcja wymaga paliwa w nowoczesnym systemie rolniczym.
Komputery, których używamy na co dzień, są przydatne. Ale niektórzy eksperci kwestionują użyteczność superkomputerów.
W South China Morning Post opublikowano artykuł o chińskim superkomputerze Tianhe-2: „W przeciwieństwie do komputerów osobistych, które mogą wykonywać różnorodne zadania, od przetwarzania tekstu po gry i przeglądanie stron internetowych, superkomputery są budowane do określonych zadań. Aby zbadać pełną moc obliczeniową, naukowcy spędzili miesiące, jeśli nie lata, na pisaniu i przepisywaniu kodów, aby wyszkolić maszynę do efektywnego wykonywania swojej pracy”.
Starszy pracownik w Beijing Computer Center, który chciał zachować anonimowość, powiedział South China Morning Post: „Bańka superkomputerowa jest gorsza niż bańka na rynku nieruchomości. Budynek będzie trwał dekady po wybudowaniu, a komputer, nieważne jak szybki według dzisiejszych standardów, zamieni się w śmieci za pięć lat”.
Co jest szybsze: modem komputerowy czy ludzki mózg?
Wielu naukowców próbowało zmierzyć szybkość przetwarzania informacji przez ludzki mózg. Podane przez nich liczby są różne i zależą od zastosowanego podejścia. Porównanie szybkości modemu i „szybkości” mózgu trudno uznać za naukę ścisłą.
Najpierw musisz rozważyć, ile bitów na sekundę może przetworzyć Twój mózg, a następnie sprawdzić, ile bitów na sekundę może przetworzyć średnio nowoczesny komputer. Innymi słowy, musisz porównać, ile czasu zajmuje komputerowi pobranie obrazu z Internetu i ile czasu zajmuje Ci przeanalizowanie tego, co widzisz przed oczami.
Dr Thor Norrethranders, profesor filozofii w Copenhagen Business School, napisał książkę zatytułowaną The User's Illusion: Reducing Consciousness, w której twierdzi, że umysł przetwarza około 40 punktów bazowych, a podświadomy umysł 11 milionów punktów bazowych.
Austriacki fizyk teoretyk Herbert W. Franke przekonywał, że ludzki umysł może świadomie przyswoić 16 punktów bazowych i świadomie pamiętać o 160 punktach bazowych. Z tego powodu, zauważa, umysł może uprościć każdą sytuację do 160 punktów bazowych.
Fermin Moscoso del Prado Martin, psycholog poznawczy z University of Provence we Francji, stwierdził, że mózg przetwarza około 60 punktów bazowych. W swoim artykule w Technology Review powiedział, że nie jest pewien górnej granicy. Oznacza to, że nie może twierdzić, że mózg nie jest w stanie przetworzyć więcej niż 60 punktów bazowych.
Zobaczmy teraz, jak szybki jest Twój komputer w domu.
Jeden megabit na sekundę to 1 milion bitów na sekundę. Modemy domowe mogą działać z prędkością od 50 megabitów na sekundę do kilkuset megabitów na sekundę. Jest to milion razy szybsze niż twój świadomy umysł i co najmniej pięć razy szybciej niż twój podświadomy umysł. Oznacza to, że pod tym względem komputery wyraźnie przewyższają mózg. Oczywiście liczby te są niedokładne, ponieważ wiele nie jest do końca jasnych w przypadku ludzkiej podświadomości.
Jednak chociaż ludzie stosunkowo wolno przyswajają informacje, sposób, w jaki wiedzą, jak je przetwarzać, jest imponujący.
Uczymy się i wymyślamy
Naukowcy pracują nad stworzeniem kreatywnych komputerów. Ale obecnie najbardziej zaawansowana sztuczna inteligencja pod tym względem jest gorsza nawet od mózgu ludzi, którzy żyli tysiące lat temu.
Autor i inżynier elektryk Ryan Dube w artykule dla MakeUseOf.com komentuje wypowiedź pisarza Gary'ego Marcusa: „Podstawową różnicą między komputerami a ludzkim umysłem jest organizacja pamięci”.
Dube napisał: „Aby znaleźć informacje, komputer wykorzystuje wirtualne lokalizacje pamięci. Z kolei ludzki mózg dzięki podpowiedziom pamięta, gdzie znajduje się informacja. Same są jednostką informacji lub pamięcią związaną z informacjami, które mają być znalezione.
„Oznacza to, że ludzki umysł jest w stanie połączyć ze sobą prawie nieograniczoną liczbę pojęć na różne sposoby, a następnie, po otrzymaniu nowych informacji, usunąć lub przywrócić te połączenia. Ta cecha pozwala ludziom wyjść poza zbadane już informacje i tworzyć nowe wynalazki i sztukę, która jest charakterystyczną cechą rasy ludzkiej”.
Mózg jest słabo poznany, a jego zalety nie są w pełni ujawnione
National Geographic pokazuje, jak trudno jest stworzyć dokładny model ludzkiego mózgu. W lutowym numerze magazynu New Brain Science opisano, jak naukowcy stworzyli trójwymiarowy model części mózgu myszy wielkości ziarenka soli. Aby szczegółowo odwzorować tę małą sekcję, użyli mikroskopu elektronowego i podzielili ją na 200 sekcji, z których każda ma grubość ludzkiego włosa.
„Mapowanie ludzkiego mózgu w podobny sposób wymagałoby więcej danych niż jakikolwiek tekst w każdej bibliotece na świecie” - pisze National Geographic.
W 2005 roku naukowcy z University of California i California Institute of Technology odkryli, że tylko kilka ze 100 miliardów neuronów w mózgu jest używanych do przechowywania informacji o konkretnej osobie, miejscu lub koncepcji. Na przykład odkryli, że kiedy ludziom pokazano zdjęcie aktorki Jennifer Aniston, zareagował jeden konkretny neuron w mózgu. A na zdjęciu aktorki Halle Berry inny neuron już reagował.