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上海網站建設專題

計算機VS人腦

來源: 上海網站制作    發布日期: 2018-07-13 08:52    點擊量: 19304
人腦含有約1000億個神經元,神經元之間的連接多達100萬億。人們常將人腦與另一套具有強大問題解決能力的復雜系統相比較:即數字計算機。人腦和計算機都含有大量基本單元,人腦中為神經元,計算機中為晶體管。這些基本單元都可組成復雜回路,處理電信號形式的信息。大體來看,人腦與計算機的架構十分相似,均由負責輸入、輸出、重要處理和記憶儲存的幾大回路構成。

考慮到計算機技術在近幾十年中的飛速進步,你也許會認為計算機占了上風。經過特殊設計和編程的計算機的確在許多復雜游戲中打敗了人類高手,如上世紀90年代打敗了國際象棋大師、前幾年又在圍棋比賽中取勝;計算機在百科知識競賽中也表現突出,如美國電視節目《危險邊緣》。但在許多日常任務中,人類總是完勝計算機,比如在圖片中辨認一輛自行車、或在擁擠的街道上尋找一名特定的行人,又比如伸手拿過杯子、并順利將杯子送到嘴邊等等。在概念化和想象力方面,人類更是贏得毫無懸念。

為何計算機和人腦擅長的任務各不相同呢?通過將計算機與人腦進行對比,計算機工程師與神經科學家都從中受益頗多。
計算機的基本運算精度也比大腦高出許多。計算機的精度取決于數字位數。例如,32位計算機的精度為2的32次方分之一,約為42億分之一。而證據顯示,在生理噪音的影響下,神經系統中涉及的大部分數字(如神經元發射信號的頻率,常用來代表刺激強度)往往存在百分之幾的誤差,精度最高也只有100分之一。與計算機相比,幾乎只占了個零頭。
計算機與人腦間的一大差異便是系統內部信息處理模式的不同。計算機任務主要以串行步驟進行,因為工程師在編寫程序時,指令也是按時序排列的。對這種運算模式而言,每一步都必須保證高精度,否則錯誤會在接下來的步驟中不斷累積和放大。
然而,人腦的運算既不算慢,也不能說不精確。如一名職業網球運動員可以密切追蹤速度高達每小時250公里的網球的運動軌跡,迅速跑到球場上的最佳位置,調整好胳膊姿勢,然后將球打回對手場地。這一切僅需幾百毫秒即可完成。不僅如此,人腦在身體的幫助下完成這些動作的能耗僅為個人電腦的十分之一。大腦是如何辦到的呢?人腦也會采用串行模式處理信息。例如在打網球時,信息先從眼睛傳遞到大腦,然后傳遞到脊髓,進而控制腿部、軀干、胳膊和手腕的肌肉收縮。

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