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人的大脑大约相当于多大内存?

十万个为什么 空空 2024-4-09 08:50:03 7次浏览

关于问题人的大脑大约相当于多大内存?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【时空放映室】的最佳回答:

这是一个非常好的问题,人类作为地球上的最高智慧生物,我们的大脑是如何构成的?我们的大脑又被开发了多少呢?

要回答作者的问题,我们首先要来探讨一下人类的大脑极限,只有在极限情况下,我们才能与电脑的内存来做比较。

人类大约有几百亿个脑细胞,每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质,一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机,一个突触的作用大约相当于计算机的一块芯片。可以很简单地推算出来,人的大脑相当于上千亿块或上万亿块芯片。

人类目前最大型的并行计算机,美国的白色战略加速计算机(White ASCI)也不过 8000 块芯片,和人类的大脑比,相差大约一亿倍,也就是差 8 到 9 个数量级。

计算机的运算能力一般用一秒钟能做多少次加法运算来统计,目前最快的是中国的“天河二号”,以峰值计算速度每秒 5.49 亿亿次、持续计算速度每秒 3.39 亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

由于人脑是超级巨大的并行运算系统,所有突触以及每个突触上的所有蛋白质,都可以瞬间同时运动,蛋白质之间又只有几纳米距离,电流在这个距离上一秒可运行几千亿次,人脑运算速度的数量级就大得没法形容,大约 1 后面跟 27 个零到 30 个零。要知道,40 亿次,才不过是 4 后面跟 9 个零而已,差了大约 20 个数量级。

所以,如果用计算机来模拟人类大脑的功能,以目前研究进展的速度而言,大约还要一百年才能实现。因为根据著名的“摩尔定律”,计算机的运算速度每 18 个月提高一倍,也就是每年大约提高 0.67 倍,要提高 20 个数量级就需要 100 多年。

另外还有一个因素没有考虑,计算机就两种电路状态,开或关,而脑细胞、脑神经、突触、蛋白质以及组成蛋白质的氨基酸都有很多种,运动起来远比电路复杂得多了。所以人类搞清人脑功能的时间还要推后。

人的大脑是人体中最微妙的智能器官。它重约 1.3 千克,体积只有 1.4 立方分米,大约由 100 多亿个神经细胞所组成。每个神经细胞的周围,有 1000~10000 个突触伸展出去,和相邻的神经细胞的突触相交联。这些突触像电路一样,都具有一个能通过或停止“电子流动”的“闸门”,因此,大脑能够储存 10 万亿位的信息量。这样的存贮能力可与 1 万台计算机的存贮容量相媲美。

谢谢邀请回答。

【2】、来自网友【科学黑洞】的最佳回答:

人类的大脑相当于多大内存的硬盘?

大脑是生物体最重要的器官之一,如果把人体比作一个电脑,那么大脑兼具着 CPU 和硬盘的功能。虽然大脑的存储记忆和硬盘的存储记忆是两回事,但仍可以对比一下,看人类大脑的内存到底有多大。犹如计算机等存储数据,需要把数据转换成二进制“0”、“1”形式进行存储,1024 个字节就是就是 1MB,而 1024MB 就是 1GB,它们之间的简单换算都是通过乘以 1024 来计算。

大脑存储数据的方式与计算机有着明显的不同,其实可以说稳定性较差,经常发生“数据”丢失的情况,尤其是一些日常生活中不太重要的信息,例如一个星期前吃的午餐是什么?相比很多人都不会记住这样的信息,因为它不重要,同时在大脑中形成的记忆也不深刻。

大脑内信息传递和处理主要通过神经递质在神经元之间的传递过程,大脑时时刻刻都在接收外界的信息,这些信息会在神经元之间传递,会通过特殊的结构突触,其实说到大脑的内存也就是和神经元之间建立的突触有关。那种经常性的刺激会形成稳定的电信号通道,在很久之后相同的信号来临,这个通路依然会恢复建立,这就是一种记忆。

但大脑的这种记忆方式和计算机不同,稳定性较差,时间越长、印象越浅的那些记忆都会被遗忘。

我们可以从两个方面来推断一下大脑可能的内存

首先是把每个潜在的突触通道看成是一个字节,科学家研究发现成年后人大脑重量可以达到 1.4 公斤,大约含有 1000 亿个神经元,而每个神经元的潜在突触大约有 1000 个,简单来计算 1000 亿个神经元乘上 1000 个潜在的链接,那么最终的内存大约就是 100TB。

当然大脑中神经元之间的突触不能简单地看成一开一关的字节,前文已经提到了大脑除了记忆功能像硬盘还有处理功能,更像是 CPU。因为时时刻刻都会有大量的信息需要处理,并不能都简单的算作是内存。

2014 年 Nature 上的一篇研究论文在这里可以借鉴一下,科学家通过对小白鼠的大脑进行研究分析,13 个神经元结构的小白鼠大脑就用了将近 1TB 的数据,那么简单换算一下,成年人大脑内的神经元将近 1000 亿个,那么最终的内存大约就是 7.6 亿 TB。现在一般电脑的内存大约是 1TB,那么人大脑的存储功能就相当于 7.6 亿个电脑的内存。

但我们为什么总感觉记忆不够用?

相信小伙伴们都有过这样的经历,求学生涯尤其是在初高中时背诵古诗词,总感觉大脑存储不下那么多的知识,但实际上却并非如此,如果用心注意力集中,那么我们的大脑是可以装的下太多东西。因为记忆的建立尤其是长期记忆,需要信号反复的刺激,从而建立稳定的通道,即使时间过了很久,当被相同的信号刺激后,这个通道依然还在或者容易建立,这就是长期记忆。

人类的大脑潜力无穷,未来人类文明的发展进步与大脑的深度开发有着必要的联系。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删。

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