Det er trist å innse at den menneskelige hjerne i en tid med teknologisk fremgang fortsatt er et mysterium. I tillegg bruker vi millioner av dollar på å utvikle gigantiske superdatamaskiner og bruke enorme mengder energi fra ikke-fornybare ressurser til å drive disse enhetene. Og den relativt lille menneskelige hjernen i mange henseender er fremdeles bedre enn de kraftigste datamaskinene.
En superdatamaskin krever 82 944 prosessorer og 40 minutters drift for å simulere et sekund av menneskelig hjerneaktivitet.
I fjor ble K-superdatamaskinen brukt av forskere ved Okinawa University of Technology i Japan og Juelich Research Center i Tyskland i et forsøk på å simulere 1 sekund av menneskelig hjerneaktivitet.
Datamaskinen klarte å gjenskape en modell på 1,73 milliarder nevroner (nerveceller). Imidlertid inneholder den menneskelige hjerne omtrent 100 milliarder nevroner. Det vil si at det er omtrent like mange nerveceller i den menneskelige hjerne som det er stjerner i Melkeveien. Til tross for at datamaskinen klarte å simulere 1 sekund hjerneaktivitet, tok det 40 minutter.
En ansatt ved Korea Science Institute sjekker superdatamaskiner i Daejeon, Sør-Korea, 5. november 2004.
Kampanjevideo:
Supercomputer K i 2011 var den raskeste datamaskinen i verden. Dens kapasitet er omtrent 10,51 petaflops, eller omtrent 10 510 billioner operasjoner per sekund. Teknologier utvikler seg raskt, så nå er K allerede på fjerdeplass, på første plass er Tianhe-2 (33,86 petaflops, 33 860 billioner operasjoner per sekund). På tre år klarte vi således å tredoble datakraften til den mest avanserte datamaskinen.
For å gjøre disse tallene tydeligere, produserer iPhone 5p omtrent 0.0000768 petaflops. Totalt er verdens raskeste datamaskin omtrent 440 000 raskere enn grafikken til iPhone 5, men tregere enn den menneskelige hjerne.
En studie av Martin Hilbert fra Annenberg School of Communication ved University of Southern California, publisert i Science i 2011, kvantifiserte verdens evne til å behandle informasjon. Hilbert formulerte det som følger: "Mennesker over hele verden kan utføre 6,4 * 1018 operasjoner per sekund på vanlige datamaskiner fra 2007, noe som kan sammenlignes med det maksimale antall nerveimpulser som forekommer i en menneskelig hjerne per sekund."
Hjernen er billig: den kommer gratis
Med unntak av sjeldne medfødte abnormiteter, er vi alle født med hjerner. Det tok 390 millioner dollar å bygge Tianhe-2, sa Forbes. Med intensivt arbeid bruker den over 17,6 megawatt energi, datamaskinkompleksets areal er 720 kvadratmeter. meter. Andre superdatamaskiner er mer energieffektive og bruker omtrent 8 megawatt.
Til sammenligning tilsvarer 1 megawatt 1 million watt. En 100-watt lyspære trekker 100 watt når den er slått på. Som et resultat bruker den raskeste datamaskinen like mye energi som 176 000 lyspærer.
Dr. Jeff Layton, en datateknolog i Dell Computer Corporation, skriver i et blogginnlegg: "Disse systemene er veldig klumpete, dyre og energikrevende."
Selvfølgelig trenger hjernen også energi. Han får det fra mat, som krever drivstoff for å produsere i et moderne landbrukssystem.
Datamaskinene vi bruker i vårt daglige liv er nyttige. Men noen eksperter stiller spørsmål ved nytten av superdatamaskiner.
South China Morning Post publiserte en artikkel om Kinas Tianhe-2 superdatamaskin: “I motsetning til personlige datamaskiner, som kan utføre et bredt spekter av oppgaver, fra tekstbehandling til spill til surfing på nettet, er superdatamaskiner bygget for spesifikke oppgaver. For å utforske full beregningskraft har forskere brukt måneder, om ikke år, på å skrive og omskrive koder for å trene en maskin til å gjøre jobben sin effektivt."
En senior stipendiat ved Beijing datasenter, som ba om å være anonym, sa til South China Morning Post: “Superdatamaskinboblen er verre enn eiendomsboblen. Bygningen vil stå i flere tiår etter at den ble bygget, og datamaskinen, uansett hvor rask den er etter dagens standard, vil være søppel om fem år."
Hva er raskere: et datamodem eller en menneskelig hjerne?
Mange forskere har prøvd å måle hastigheten på informasjonsbehandling i den menneskelige hjerne. Tallene de gir varierer og avhenger av tilnærmingen som brukes. Å sammenligne hastigheten på modemet og "hastigheten" i hjernen kan knapt klassifiseres som en eksakt vitenskap.
Først må du vurdere hvor mange biter per sekund hjernen din kan behandle, og deretter se hvor mange biter per sekund en moderne datamaskin kan behandle i gjennomsnitt. Med andre ord må du sammenligne hvor lang tid det tar for en datamaskin å laste ned et bilde fra Internett, og hvor lang tid det tar før du analyserer det du ser foran øynene dine.
Thor Norrethranders, professor i filosofi ved Copenhagen Business School, har skrevet en bok kalt The User's Illusion: Shrinking Consciousness, der han hevder at sinnet behandler omtrent 40 bps og underbevisstheten bearbeider 11 millioner bps.
Den østerrikske teoretiske fysikeren Herbert W. Franke hevdet at menneskesinnet bevisst kan assimilere 16 bps og bevisst holde 160 bps i tankene. Av denne grunn, bemerker han, kan sinnet forenkle enhver situasjon til 160 bps.
Fermin Moscoso del Prado Martin, en kognitiv psykolog ved universitetet i Provence i Frankrike, har bestemt at hjernen behandler omtrent 60 bps. I sin artikkel i Technology Review sa han at han ikke var sikker på den øvre grensen. Det vil si at han ikke kan hevde at hjernen ikke er i stand til å behandle mer enn 60 bps.
La oss nå se hvor raskt datamaskinen din er hjemme.
Én megabit per sekund tilsvarer 1 million bits per sekund. Hjemmemodemer kan fungere med hastigheter fra 50 megabit per sekund til flere hundre megabit per sekund. Dette er en million ganger raskere enn ditt bevisste sinn, og minst fem ganger raskere enn ditt underbevissthet. Det vil si at datamaskiner er klart overlegne hjernen i denne forbindelse. Selvfølgelig er disse tallene unøyaktige, for med det menneskelige underbevisstheten er mye ikke helt klart.
Mens folk er relativt treg med å ta inn informasjon, er måten de vet hvordan de skal behandle det imponerende.
Vi lærer og vi finner på
Forskere jobber med å lage datamaskiner som kan være kreative. Men for tiden er den mest avanserte kunstige intelligensen i denne forbindelse dårligere enn hjernen til mennesker som levde for tusenvis av år siden.
Forfatter og elektroingeniør Ryan Dube kommenterer i en artikkel for MakeUseOf.com en uttalelse av forfatteren Gary Marcus: "Den grunnleggende forskjellen mellom datamaskiner og menneskesinnet er minneorganisasjon."
Dube skrev: «For å finne informasjon bruker en datamaskin virtuelle minneplasser. I sin tur husker den menneskelige hjerne hvor informasjonen er takket være hint. De er selv en enhet for informasjon eller minne knyttet til informasjonen som skal finnes.
“Dette betyr at menneskesinnet er i stand til å koble et nesten ubegrenset antall konsepter med hverandre på en rekke måter, og deretter, etter mottak av ny informasjon, fjerne eller gjenopprette disse forbindelsene. Denne funksjonen lar folk gå utover den allerede studerte informasjonen og skape nye oppfinnelser og kunst, som er et særtrekk ved menneskeheten."
Hjernen er dårlig forstått, og fordelene er ikke fullstendig avslørt
National Geographic illustrerer hvor vanskelig det er å lage en nøyaktig modell av den menneskelige hjerne. Februarutgaven av bladet, New Brain Science, beskriver hvordan forskere opprettet en 3D-modell av en del av hjernen til en mus på størrelse med et saltkorn. For å kartlegge denne lille delen i detalj, brukte de et elektronmikroskop og delte det i 200 seksjoner, hver så tykk som et menneskehår.
"Å kartlegge den menneskelige hjernen på en lignende måte ville kreve mer data enn noen tekst i hvert bibliotek i verden," skriver National Geographic.
I 2005 fant forskere ved University of California og California Institute of Technology at bare noen få av de 100 milliarder nevronene i hjernen brukes til å lagre informasjon om en bestemt person, et sted eller et konsept. For eksempel fant de ut at når folk ble vist et bilde av skuespillerinnen Jennifer Aniston, svarte en bestemt nevron i hjernen. Og på bildet av skuespillerinnen Halle Berry reagerte en annen nevron allerede.
