摘要:我们常常惊叹于大脑的复杂与潜力,认为它就像一个无底洞,能够无限存储知识。然而,科学家们的最新研究却给出了一个令人意外的结论:我们一生所能积累的知识,竟然一个普通的4GB U盘就能装下!
我们常常惊叹于大脑的复杂与潜力,认为它就像一个无底洞,能够无限存储知识。然而,科学家们的最新研究却给出了一个令人意外的结论:我们一生所能积累的知识,竟然一个普通的4GB U盘就能装下!
大脑,这个拥有超过850亿神经元的神奇器官,三分之一的神经元集中在大脑皮层,构建了一个负责高级思维的复杂神经网络。过去,人们普遍认为大脑的潜力无穷,利用率极低,仿佛只要我们愿意,就能不断挖掘出新的知识和能力。 然而,美国加州理工学院的研究人员在《神经元》杂志上发表的一项研究却颠覆了这一认知。他们指出,尽管我们一生都在学习,但人类所能积累的知识存储量却远远低于我们的想象。具体来说,这个数字大约是4GB,相当于一个普通U盘的容量。
为了更直观地理解这一点,我们可以先了解一下大脑处理信息的速度。以日常打字和说话为例,英文每个字符的信息量约为1比特。一个熟练的打字员每分钟可以打120个单词,每秒处理的信息量约为10比特;而口头表达的速度稍快,每分钟160个单词,每秒处理的信息量也仅为13比特。研究人员通过多种场景的测算发现,人类处理信息的速度大致在每秒5比特到50比特之间,即便是《星际争霸》的职业选手,在激烈对战时的信息处理速率也仅为每秒16.7比特。整体而言,人类的思考速度大约为每秒10比特。 这个结论可能让很多人感到惊讶,因为在信息时代,我们习惯了快速下载、二倍速甚至三倍速播放视频。然而,实际上,我们的周围神经系统接收信息的速度却远远快于大脑的处理速度。例如,双眼视觉系统接收信息的速度高达每秒3.2吉比特,与大脑处理速度之间的差距达到了惊人的10^8:1。这意味着,即使我们24小时不间断地学习,不遗忘,并且活到100岁,我们所能储存的知识也仍然不足4GB。
那么,为什么大脑处理信息的速度会这么慢呢?这与并行处理和串行处理的差异有关。周围神经系统通过并行处理接收信息,比如视网膜每秒可以产生100万个输出信号,并同时传输到初级视觉皮层。然而,中枢神经系统却是串行处理的,它必须完成一个任务后才能进行下一个任务。这种机制在面对多任务时会出现“心理不应期”,使得我们一次只能专注一个任务。这也是为什么在嘈杂的环境中,我们能够专注于特定的对话的原因。 此外,大脑只会从我们的感官体验中筛选出一小部分信息转化为记忆。这是因为我们需要频繁地切换任务、整合不同神经回路的信息。比如,在开车时,我们需要在看路、看仪表盘等任务间快速切换。这种串行处理机制源于早期神经系统的功能。最早有神经系统的生物,其大脑的核心功能是检测气味分子的浓度梯度来判断运动方向,一次只能处理一个问题。这种机制逐渐演变成如今中枢神经系统的基础。 这项研究不仅揭示了大脑处理信息的极限,还对未来的科技发展提出了挑战。比如,马斯克的脑机接口设想就受到了质疑。马斯克认为,肉体的带宽限制了信息处理的速度,因此他想通过高带宽接口连接人脑和计算机,实现快速交流。然而,研究人员指出,人脑的基本架构决定了每秒只能向计算机发出10比特信号,即使接入高带宽设备也无济于事。电话的数据传输速率就与人类的语言表达、感知认知速度相适配。 当然,研究人员对脑机接口技术仍然抱有期待。他们认为,这项技术的未来在于提供和解码关键信息,帮助特殊人群。比如,对于失去语言能力的人来说,脑机接口可能成为他们与外界交流的新途径。然而,比起追求思维速度的极限,更重要的是如何高效利用我们有限的信息处理能力。
尽管大脑的处理速度有限,但我们仍然可以通过不断学习和实践来提升自己的知识水平和技能。毕竟,知识的价值不在于数量,而在于我们如何运用它来创造更美好的未来。在这个信息爆炸的时代,让我们学会筛选、整合和应用知识,成为真正的智慧之人。
来源:科学小魂灵