人類大約有幾百億個(gè)腦細(xì)胞,每個(gè)腦細(xì)胞大約有幾百條腦神經(jīng),每條神經(jīng)上大約有幾百個(gè)突觸,每個(gè)突觸有幾百到幾千個(gè)蛋白質(zhì),一個(gè)腦細(xì)胞的作用大約相當(dāng)于一臺(tái)大型計(jì)算機(jī),一個(gè)突觸的作用大約相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的一塊芯片??梢院芎唵蔚赝扑愠鰜恚说拇竽X相當(dāng)于上千億塊或上萬億塊芯片。
人類目前最大型的并行計(jì)算機(jī),美國的白色戰(zhàn)略加速計(jì)算機(jī)(White ASCI)也不過8000塊芯片,和人類的大腦比,相差大約一億倍,也就是差8到9個(gè)數(shù)量級(jí)。
計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力一般用一秒鐘能做多少次加法運(yùn)算來統(tǒng)計(jì),目前最快的是中國的“天河二號(hào)”,以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的優(yōu)異性能位居榜首。
由于人腦是超級(jí)巨大的并行運(yùn)算系統(tǒng),所有突觸以及每個(gè)突觸上的所有蛋白質(zhì),都可以瞬間同時(shí)運(yùn)動(dòng),蛋白質(zhì)之間又只有幾納米距離,電流在這個(gè)距離上一秒可運(yùn)行幾千億次,人腦運(yùn)算速度的數(shù)量級(jí)就大得沒法形容,大約1后面跟27個(gè)零到30個(gè)零。要知道,40億次,才不過是4后面跟9個(gè)零而已,差了大約20個(gè)數(shù)量級(jí)。
所以,如果用計(jì)算機(jī)來模擬人類大腦的功能,以目前研究進(jìn)展的速度而言,大約還要一百年才能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楦鶕?jù)著名的“摩爾定律”,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度每18個(gè)月提高一倍,也就是每年大約提高0.67倍,要提高20個(gè)數(shù)量級(jí)就需要100多年。
另外還有一個(gè)因素沒有考慮,計(jì)算機(jī)就兩種電路狀態(tài),開或關(guān),而腦細(xì)胞、腦神經(jīng)、突觸、蛋白質(zhì)以及組成蛋白質(zhì)的氨基酸都有很多種,運(yùn)動(dòng)起來遠(yuǎn)比電路復(fù)雜得多了。所以人類搞清人腦功能的時(shí)間還要推后。
人的大腦是人體中最微妙的智能器官。它重約1.3千克,體積只有1.4立方分米,大約由100多億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞所組成。每個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的周圍,有1000~10000個(gè)突觸伸展出去,和相鄰的神經(jīng)細(xì)胞的突觸相交聯(lián)。這些突觸像電路一樣,都具有一個(gè)能通過或停止“電子流動(dòng)”的“閘門”,因此,大腦能夠儲(chǔ)存10萬億位的信息量。這樣的存貯能力可與1萬臺(tái)計(jì)算機(jī)的存貯容量相媲美。