Het is triest om te beseffen dat in het tijdperk van technologische vooruitgang het menselijk brein nog steeds een mysterie is. Bovendien besteden we miljoenen dollars aan het ontwikkelen van gigantische supercomputers en gebruiken we enorme hoeveelheden energie uit niet-hernieuwbare bronnen om deze apparaten van stroom te voorzien. En het relatief kleine menselijke brein is in veel opzichten nog steeds superieur aan de krachtigste computers.
Een supercomputer heeft 82.944 processors en 40 minuten werking nodig om een seconde menselijke hersenactiviteit te simuleren.
Vorig jaar werd de K-supercomputer gebruikt door wetenschappers van de Okinawa University of Technology in Japan en het Julich Research Center in Duitsland in een poging om 1 seconde menselijke hersenactiviteit te simuleren.
De computer kon een model van 1,73 miljard neuronen (zenuwcellen) recreëren. Het menselijk brein bevat echter ongeveer 100 miljard neuronen. Dat wil zeggen, er zijn ongeveer evenveel neuronen in het menselijk brein als er sterren in de Melkweg zijn. Ondanks dat de computer erin slaagde 1 seconde hersenactiviteit te simuleren, duurde het 40 minuten.
Een medewerker van het Korea Science Institute controleert supercomputers in Daejeon, Zuid-Korea, 5 november 2004.
Promotie video:
Supercomputer K was in 2011 de snelste computer ter wereld. De capaciteit is ongeveer 10,51 petaflops, oftewel ongeveer 10.510 biljoen operaties per seconde. Technologieën ontwikkelen zich snel, dus nu staat K al op de vierde plaats, op de eerste plaats staat Tianhe-2 (33,86 petaflops, 33860 biljoen operaties per seconde). Zo zijn we er in drie jaar tijd in geslaagd om de rekenkracht van de meest geavanceerde computer te verdrievoudigen.
Om deze cijfers duidelijker te maken, produceert de iPhone 5p ongeveer 0,0000768 petaflops. In totaal is 's werelds snelste computer ongeveer 440.000 sneller dan de grafische weergave van de iPhone 5, maar langzamer dan het menselijk brein.
Een studie van Martin Hilbert van de Annenberg School of Communication aan de University of Southern California, gepubliceerd in Science in 2011, kwantificeerde het vermogen van de wereld om informatie te verwerken. Hilbert formuleerde het als volgt: "Mensen over de hele wereld kunnen 6,4 * 1018 operaties per seconde uitvoeren op gewone computers van 2007, wat vergelijkbaar is met het maximale aantal zenuwimpulsen dat per seconde in één menselijk brein voorkomt."
Het brein is goedkoop: het wordt gratis
Met uitzondering van zeldzame aangeboren afwijkingen, worden we allemaal geboren met hersenen. Het kostte $ 390 miljoen om Tianhe-2 te bouwen, zei Forbes. Bij intensief werk verbruikt het ruim 17,6 megawatt aan energie, de oppervlakte van het computercomplex is 720 vierkante meter. meter. Andere supercomputers zijn energiezuiniger en verbruiken ongeveer 8 megawatt.
Ter vergelijking: 1 megawatt is gelijk aan 1 miljoen watt. Een gloeilamp van 100 watt verbruikt 100 watt wanneer deze is ingeschakeld. Als gevolg hiervan verbruikt de snelste computer evenveel energie als 176.000 gloeilampen.
Dr. Jeff Layton, een computertechnoloog bij Dell Computer Corporation, schrijft in een blogpost: "Deze systemen zijn erg omvangrijk, duur en energie-intensief."
Natuurlijk hebben de hersenen ook energie nodig. Hij haalt het uit voedsel, dat brandstof nodig heeft om te produceren in een modern landbouwsysteem.
De computers die we in ons dagelijks leven gebruiken, zijn nuttig. Maar sommige experts twijfelen aan het nut van supercomputers.
De South China Morning Post publiceerde een artikel over de Chinese Tianhe-2-supercomputer: “In tegenstelling tot personal computers, die een breed scala aan taken kunnen uitvoeren, van tekstverwerking tot gamen en surfen op het web, zijn supercomputers gebouwd voor specifieke taken. Om hun volledige rekenkracht te verkennen, hebben wetenschappers maanden, zo niet jaren besteed aan het schrijven en herschrijven van codes om een machine te trainen om zijn werk effectief te doen."
Een senior fellow van het Beijing Computer Center, die anoniem wilde blijven, zei tegen de South China Morning Post: “De supercomputerzeepbel is erger dan de vastgoedzeepbel. Het gebouw zal decennia blijven staan nadat het is gebouwd, en de computer, hoe snel hij ook is volgens de huidige maatstaven, zal binnen vijf jaar in de vuilnisbak liggen."
Wat is sneller: een computermodem of een menselijk brein?
Veel wetenschappers hebben geprobeerd de snelheid van informatieverwerking in het menselijk brein te meten. De cijfers die ze geven, variëren en zijn afhankelijk van de gebruikte aanpak. Het vergelijken van de snelheid van de modem en de "snelheid" van de hersenen kan nauwelijks als exacte wetenschap worden geclassificeerd.
Eerst moet je bedenken hoeveel bits per seconde je brein kan verwerken, en vervolgens hoeveel bits per seconde een moderne computer gemiddeld kan verwerken. Met andere woorden, u moet vergelijken hoe lang het duurt voordat een computer een afbeelding van internet downloadt en hoe lang het duurt voordat u analyseert wat u voor uw ogen ziet.
Dr. Thor Norrethranders, professor filosofie aan de Copenhagen Business School, heeft een boek geschreven met de titel The User's Illusion: Shrinking Consciousness, waarin hij beweert dat de geest ongeveer 40 bps verwerkt en het onderbewustzijn 11 miljoen bps.
De Oostenrijkse theoretisch natuurkundige Herbert W. Franke voerde aan dat de menselijke geest bewust 16 bps kan assimileren en bewust 160 bps in gedachten kan houden. Om deze reden, merkt hij op, kan de geest elke situatie vereenvoudigen tot 160 bps.
Fermin Moscoso del Prado Martin, een cognitief psycholoog aan de Universiteit van de Provence in Frankrijk, heeft vastgesteld dat de hersenen ongeveer 60 bps verwerken. In zijn artikel in Technology Review zei hij dat hij niet zeker was van de bovengrens. Dat wil zeggen, hij kan niet beweren dat de hersenen niet in staat zijn om meer dan 60 bps te verwerken.
Laten we nu eens kijken hoe snel uw computer thuis is.
Een megabit per seconde is gelijk aan 1 miljoen bits per seconde. Modems voor thuisgebruik kunnen werken met snelheden van 50 megabit per seconde tot enkele honderden megabits per seconde. Dit is een miljoen keer sneller dan je bewuste geest en minstens vijf keer sneller dan je onderbewustzijn. Dat wil zeggen, computers zijn in dit opzicht duidelijk superieur aan de hersenen. Deze cijfers zijn natuurlijk onnauwkeurig, omdat veel niet helemaal duidelijk is met het menselijk onderbewustzijn.
Hoewel mensen relatief traag zijn met het opnemen van informatie, is de manier waarop ze weten hoe ze deze moeten verwerken indrukwekkend.
We leren en we vinden uit
Wetenschappers werken eraan om computers te maken die creatief kunnen zijn. Maar op dit moment is de meest geavanceerde kunstmatige intelligentie in dit opzicht zelfs inferieur aan de hersenen van mensen die duizenden jaren geleden leefden.
Auteur en elektrotechnisch ingenieur Ryan Dube geeft in een artikel voor MakeUseOf.com commentaar op een uitspraak van schrijver Gary Marcus: "Het fundamentele verschil tussen computers en de menselijke geest is de geheugenorganisatie."
Dube schreef: “Om informatie te vinden, gebruikt een computer virtuele geheugenlocaties. Op zijn beurt onthoudt het menselijk brein waar de informatie zich bevindt dankzij hints. Ze zijn zelf een eenheid van informatie of geheugen die is gekoppeld aan de informatie die moet worden gevonden.
“Dit betekent dat de menselijke geest in staat is om een bijna onbeperkt aantal concepten op verschillende manieren met elkaar te verbinden en vervolgens, na ontvangst van nieuwe informatie, deze verbindingen te verwijderen of te herstellen. Deze functie stelt mensen in staat verder te gaan dan de reeds bestudeerde informatie en nieuwe uitvindingen en kunst te creëren, wat een onderscheidend kenmerk is van het menselijk ras."
De hersenen worden slecht begrepen en de voordelen ervan worden niet volledig onthuld
National Geographic illustreert hoe moeilijk het is om een nauwkeurig model van het menselijk brein te maken. In het februarinummer van het tijdschrift, New Brain Science, wordt beschreven hoe wetenschappers een 3D-model maakten van een deel van de hersenen van een muis ter grootte van een zoutkorrel. Om dit kleine deel in detail in kaart te brengen, gebruikten ze een elektronenmicroscoop en verdeelden ze het in 200 delen, elk zo dik als een mensenhaar.
"Om het menselijk brein op een vergelijkbare manier in kaart te brengen, zijn meer gegevens nodig dan welke tekst in elke bibliotheek ter wereld dan ook", schrijft National Geographic.
In 2005 ontdekten onderzoekers van de University of California en California Institute of Technology dat slechts enkele van de 100 miljard neuronen in de hersenen worden gebruikt om informatie op te slaan over een bepaalde persoon, plaats of concept. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat wanneer mensen een foto van actrice Jennifer Aniston te zien kregen, een bepaald neuron in de hersenen reageerde. En op de foto van actrice Halle Berry reageerde al een ander neuron.
