Wissenschaftler zeigen die Leistungsfähigkeit des menschlichen Gehirns im Vergleich zu den schnellsten Supercomputern der Welt

Es ist demütigend, im Informationszeitalter zu erkennen, dass unsere menschliches Gehirn bleibt immer noch ein solches Rätsel.

Während wir Millionen ausgeben, um immer ausgeklügeltere Supercomputer zu entwickeln, und enorme Mengen an Energie aufwenden, um unsere Geräte mit Strom zu versorgen, übertrifft das immer bequeme, effiziente und erschwingliche menschliche Gehirn unsere Spitzentechnologie in unzähliger Hinsicht. Hier sind ein paar.

1. Es dauerte 82.944 Prozessoren und 40 Minuten für a Supercomputer um eine einzige Sekunde menschlicher Gehirnaktivität zu simulieren.

In den letzten Jahren wurde der K-Supercomputer von Forschern der Okinawa Institute of Technology Graduate University in Japan und des Forschungszentrums Jülich in Deutschland verwendet, um zu versuchen, eine einzige Sekunde menschlicher Gehirnaktivität zu simulieren.

Der damalige Computer konnte ein Netzwerkmodell von 1,73 Milliarden Nervenzellen (Neuronen) aufnehmen. Das menschliche Gehirn hat etwa 100 Milliarden Neuronen. Zum Vergleich: Das menschliche Gehirn hat ungefähr so ​​viele Neuronen wie Sterne in der Milchstraße.

Obwohl der Computer es schaffte, eine Sekunde Gehirnaktivität zu simulieren, dauerte es 40 Minuten.

Der K-Supercomputer war der schnellste Computer der Welt, bis er 2011 in den Schatten gestellt wurde (er wurde 2019 außer Betrieb genommen). Aber im Jahr 2014 konnte es 10,51 Petaflops pro Sekunde (Petaflop/s) verarbeiten, was Sie als etwa 10.510 Billionen Berechnungen pro Sekunde verstehen können. Da der technologische Fortschritt schnell voranschreitet, sollten wir dies relativieren. In nur drei Jahren verdreifachte der Supercomputer Tianhe-2 die Rechenleistung von K und erreichte 33,86 Petaflops/s (33.860 Billionen Berechnungen pro Sekunde).

Damals war die Grafikeinheit im Inneren eines IPhone 5s produzierten etwa 0,0000768 Petaflop/s. Damit war der schnellste Computer der Welt etwa 440.000 Mal schneller als die Grafikeinheit im iPhone 5s, aber immer noch um Größenordnungen langsamer als das menschliche Gehirn.

EIN lernen von Martin Hilbert von der Annenberg School of Communication der University of Southern California und 2011 in der Zeitschrift Science veröffentlicht, bewertete die Fähigkeit der Welt, Informationen zu berechnen. Hilbert drückte es so aus: „Um unsere Ergebnisse ins rechte Licht zu rücken: Die 6,4*1018 Befehle pro Sekunde, die die Menschheit 2007 auf ihren Allzweckcomputern ausführen kann, liegen ungefähr in der gleichen Größenordnung wie die maximale Anzahl von Nervenimpulsen, die von einem menschlichen Gehirn ausgeführt werden pro Sekunde.

2. Dein Gehirn ist so billig, dass es kostenlos ist.

Abgesehen von seltenen Geburtsfehlern werden wir alle mit Gehirnen geboren, und sie passen genau in unsere Köpfe! Der Bau des Tianhe-2 kostete laut Forbes rund 390 Millionen US-Dollar. Bei maximaler Leistung verbrauchte es über 17,6 Megawatt Leistung, und der Computerkomplex umfasste ungefähr 720 Quadratmeter. Einige andere Supercomputer, die als energieeffizient bekannt sind, verbrauchten etwa 8 Megawatt.

Zum Vergleich: Ein Megawatt entspricht 1 Million Watt. Eine 100-Watt-Glühbirne verbraucht 100 Watt, sobald sie eingeschaltet wird, da sich „Watt“ auf die momentan verbrauchte Leistung bezieht. Damit verbraucht der schnellste Computer der Welt so viel Energie wie 176.000 Glühbirnen.

Jeff Layton, Ph.D., ein Unternehmenstechnologe von Dell, schrieb in einem Blogbeitrag: „Diese Systeme sind schrecklich groß, teuer und energiehungrig.“

Natürlich braucht auch das Gehirn Energie. Energie kommt aus Nahrung, die in unserem modernen landwirtschaftlichen System Kraftstoff verbrennt.

3. Es ist auch sehr praktisch.

Während die Computer, die wir im täglichen Leben verwenden, sehr nützlich sein können, haben einige Experten Zweifel an der Nützlichkeit von Supercomputern geäußert.

Die South China Morning Post berichtete in einem Artikel über den Tianhe-2, der in China steht: „Im Gegensatz zu Personal Computern, die verschiedene Aufgaben bewältigen können, von der Textverarbeitung über Spiele bis hin zum Surfen im Internet, sind Supercomputer für ganz bestimmte Zwecke gebaut. Um ihre Rechenkapazitäten voll auszuschöpfen, müssen Forscher Monate oder sogar Jahre damit verbringen, Softwarecodes zu schreiben oder umzuschreiben, um die Maschine so zu trainieren, dass sie eine Aufgabe effizient erledigt.

Ein leitender Wissenschaftler des Beijing Computing Center, den die Post nicht nannte, sagte: „Die Supercomputer-Blase ist schlimmer als eine Immobilienblase. Ein Gebäude wird Jahrzehnte nach seinem Bau stehen, aber ein Computer, egal wie schnell er heute ist, wird in fünf Jahren Schrott sein.

4. Wie ist die Bandbreite Ihres Gehirns im Vergleich zu der eines Modems?

Mehrere Wissenschaftler haben versucht, ein Maß für die Verarbeitungsgeschwindigkeit des menschlichen Geistes zu definieren. Die Zahlen, die sie fanden, variierten je nach Ansatz. Der Vergleich der Bandbreite eines Modems mit der „Bandbreite“ eines Gehirns ist keine exakte Wissenschaft.

Zuerst sehen wir uns an, wie viele Bits pro Sekunde (bps) Ihr Gehirn verarbeiten kann, dann schauen wir uns an, wie viele bps ein durchschnittliches Modem verarbeiten kann. Sie können sich das in Bezug auf die Zeit vorstellen, die Sie benötigen, um ein Bild aus dem Internet herunterzuladen, im Vergleich zu der Zeit, die Sie benötigen, um das zu verarbeiten, was Sie vor Ihren Augen sehen.

Dr. Tor Nørretranders, außerordentlicher Professor für Wissenschaftsphilosophie an der Copenhagen Business School, hat ein Buch mit dem Titel „The User Illusion: Cutting Consciousness Down to Size“ geschrieben, in dem er feststellt, dass das Bewusstsein etwa 40 bps verarbeitet, während das Unterbewusstsein verarbeitet 11 Millionen bps.

Österreichischer theoretischer Physiker Herbert W. Franke Zustände dass der menschliche Geist 16 bps bewusst aufnehmen und etwa 160 bps gleichzeitig bewusst im Gedächtnis behalten kann. Interessanterweise stellt er fest, dass der Verstand so die Komplexität jeder 160-Bit-Situation reduzieren kann.

Fermin Moscoso del Prado Martin, Kognitionspsychologe von der Universität der Provence in Frankreich, bestimmt dass das menschliche Gehirn etwa 60 bps verarbeiten kann. In einem Kommentar zu einem Artikel der Technology Review über seine Arbeit bemerkte er, dass er keine Obergrenze festgelegt habe, was bedeutet, dass er nicht mit Sicherheit sagen kann, dass das Gehirn nicht in der Lage ist, mehr als 60 bps zu verarbeiten.

Lassen Sie uns nun die Geschwindigkeit Ihres Heimmodems sehen.

Ein Megabit pro Sekunde (Mbps) entspricht 1 Million bps; Heimmodems können zwischen 50 Mbit/s und mehreren hundert Mbit/s arbeiten. Es ist millionenfach schneller als Ihr Bewusstsein und mindestens fünfmal so schnell wie Ihr Unterbewusstsein. Punkte eins für Computer hier; sie übertreffen in dieser Hinsicht die Gehirne. Natürlich ist noch so wenig über das Unterbewusstsein bekannt, dass diese Zahlen alles andere als sicher sind.

Und obwohl wir Daten relativ langsam aufnehmen, ist die Art und Weise, wie wir sie verarbeiten, erstaunlich.

5. Wir lernen, wir erfinden.

Künstliche Intelligenz (KI) schreitet in der Entwicklung kreativer Computer voran. Aber die fortschrittlichste KI ist weit hinter dem menschlichen Gehirn zurück, wie es sogar vor Tausenden von Jahren der Fall war.

In einem für MakeUseOf.com verfassten Artikel kommentierte der Elektroingenieur und freiberufliche Autor Ryan Dube die folgende Aussage des Autors Gary Marcus: „Der grundlegende Unterschied zwischen Computern und dem menschlichen Geist liegt in der grundlegenden Organisation des Gedächtnisses.“

Dube schrieb: „Um Daten abzurufen, verwendet der Computer logische Speicherorte. Ein menschliches Gehirn hingegen merkt sich anhand von Hinweisen, wo Informationen gespeichert sind. Diese Hinweise sind andere Informationen oder Erinnerungen, die sich auf Informationen beziehen, die Sie wiederherstellen müssen.

„Das bedeutet, dass der menschliche Geist eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Konzepten auf verschiedene Weise verbinden und dann manchmal Verbindungen auf der Grundlage neuer Informationen trennen oder neu erstellen kann. Dies ermöglicht dem Menschen, die Grenzen des bereits Gelernten zu überschreiten. , was zu Neuem führt Kunst und neue Erfindungen, die das Markenzeichen der Menschheit sind.

6. Das Gehirn ist immer noch wenig verstanden, und wir können immer noch unergründliche Vorteile entdecken.

National Geographic hat gezeigt, wie groß die Aufgabe ist, das menschliche Gehirn genau zu kartieren. Er berichtete in seiner Ausgabe vom Februar 2014 mit dem Titel „The New Science of the Brain“, dass Wissenschaftler ein 3D-Modell eines Teils des Gehirns einer Maus von der Größe eines Salzkorns erstellt haben. Um diesen winzigen Teil des Mausgehirns genau abzubilden, verwendeten sie ein Elektronenmikroskop, um ihn in 200 Schnitten abzubilden, von denen jeder so dick wie ein menschliches Haar war. „Ein menschliches Gehirn, das auf dieser Detailebene betrachtet wird, würde eine Datenmenge erfordern, die dem gesamten schriftlichen Material in allen Bibliotheken der Welt entspricht“, schrieb National Geographic.

Im Jahr 2005 entdeckten Forscher des Caltech und der UCLA, dass nur wenige der 100 Milliarden Neuronen des Gehirns verwendet werden, um Informationen über eine bestimmte Person, einen Ort oder ein Konzept zu speichern. Sie entdeckten zum Beispiel, dass ein bestimmtes Neuron im Gehirn reagierte, wenn Testpersonen Fotos der Schauspielerin Jennifer Aniston gezeigt wurden. Ein weiteres Neuron war der Schauspielerin Halle Berry gewidmet.