每个人都会思考,动物也会有简单的思维,这是大家在生活中已经习以为常的事情,但是思考这种行为到底有多珍贵却鲜有人知道,事实上,以现在人类的技术实力想要复现人脑的思考,花费的金钱超过了你的想象。
人类的思维是怎么回事?
对于人类大脑的研究很多,但是至今为止人类的思维到底是怎么回事却仍然没有定论。科学家们只知道人类的思维、记忆来源于大脑中神经元的活动。
△人类的思维来源于神经元的活动△
人类的大脑中有很多的神经元细胞,这些细胞可以与周围的神经元细胞建立联系。下图就是神经元细胞,根据生物的不同,神经元细胞会有差别,但是基本上是由接收区、触发区、传导区和输出区四个部分组成的。
△神经元细胞△
这些词语很生涩,但是只要把整个神经元细胞想成一个收发情报的办公室就行了:
神经元细胞的接收区有多个树突,这些树突就像是天线一样接受其他神经元传来的信号,然后把多个信号发送到触发区;触发区有独特的生理结构,在接收到外界的刺激之后综合判断,只要满足一定的条件就会被出发,然后产生神经冲动(实际上是电信号),这个冲动会顺着传导区进入到输出区,于是输出区放出神经传递物质或者电力,去影响别的神经细胞、肌肉细胞或者腺体细胞。
简单说神经元的工作就是“收集情报”、“处理情报、产生命令”、“传递命令”、“发出命令”四个过程。并且很多神经元收集情报是从其他神经元那里搜集的、发出命令又传递给了其他神经元,所以神经元细胞不是彼此独立的,而是互相影响,织成了一张大网。
科学家在努力复现人类的思维
我们的大脑中有差不多1000亿个神经元,这些神经元之间彼此交错,单个神经元细胞的功能很简单,通过计算机也可以轻松模拟,但是1000多亿个彼此连接的神经元细胞就远远不是现在的人类科技可以研究明白的了。
比如说现在有一种比较火的技术叫做“人工神经网络”,实际上就是在模拟神经元的工作原理。比如说下面这张图,我们看到A-B就分别是实际中的单个神经元和计算机中的单层人工神经网络模型,C-D则是展示了神经元之间的接触,实际上无论是从模型本身和人工神经网络的形态上看,都是在复现生物神经网络中的“收集情报”、“处理情报、产生命令”、“传递命令”、“发出命令”四个过程,并且尽可能模拟神经元之间的互相影响。
△模拟神经元细胞工作的人工神经网络△
这些工作有了一些成果,比如说著名的AlphaGo,就通过人工神经网络的方式实现的(当然,相比我们上面提到的那种最简单的模型相比要复杂很多),在快速的自我学习中,这个人工制造出来的程序战胜了人类最顶尖的围棋选手。
△AlphaGo和人类棋手对战围棋△
12万美元1秒钟,这就是人类思考的价值
虽然人们通过人工神经网络模拟出来了人类大脑的一部分功能,但是这样的水平与人类大脑的水平相差太远。而一个小小的实验就可以告诉你,人类大脑的思维到底有多复杂。
2013年,日本理化学研究所(Riken)的超级计算机“京”对大脑活动进行模拟,这台计算机是当时世界上最强大的超级计算机之一,这次实验共采用了82944个处理器和1PB内存,通过整整40分钟的时间,才模拟出了17.3亿个神经元工作一秒钟的结果。
△日本超级计算机“京”△
一般来说,像这种超算中心的报价大概是0.3人民币每核小时。那么82944个处理器工作40分钟需要花费超过1.6万人民币,这还不包括整个程序的研发、调试和处理。
而且我们应该注意到,区区17.3亿个神经元只是人类大脑细胞神经元数量的2%不到,所以最终换算下来我们需要超过12万美元才能够模拟人类大脑思考1秒钟的真实情形。
事实上,日本人做的这次实验效果很差,表明即便是动用了如此规模的超级计算机,距离人们真正可以“思考”的电脑还相差十万八千里。
总结一下
人类思维的能力来源于大脑中千亿个神经元的配合工作,其复杂程度远远超过了现在人类的技术水平,仅仅为了让超计算机模拟出来人类大脑1秒钟的思考,就需要花费十多万美元,而且还只是简单的复现,远远做不到模拟人类的思考。
所以人类的思维着实是太神奇了,大自然演化这么多年让人类有了如此巧妙的器官可以思考,每个人每天每1秒钟的价值都是10万美元,所以一定要珍惜这种能力呀!