Думай медленно: парадоксальная медлительность человеческого мышления

В новом исследовании ученые Калифорнийского технологического института (Калтех) подсчитали, что наш мозг обрабатывает информацию с чрезвычайно низкой скоростью около 10 бит в секунду. Этот неторопливый темп может иметь давние эволюционные корни, несмотря на то, что наши сенсорные системы собирают данные примерно в 100 миллионов раз быстрее.

Человеческий мозг часто называют самым мощным компьютером в мире, и его эффективность неоспорима. Но насколько быстро он работает на самом деле, если говорить компьютерными терминами? Нейробиологи из Калтеха количественно оценили скорость человеческого мышления в битах. С цифровой точки зрения, один бит — это 1 или 0 (единица или ноль), и их строка используется для кодирования информации.

Исследователи сначала решили определить один бит в человеческих терминах. Конечно, это зависит от конкретного способа обработки информации — например, при чтении и письме они количественно определяют один бит как один символ текста, а при слушании речи это по сути один звук.

Для письма они начали с примера профессиональной машинистки. Они могут печатать со скоростью 120 слов в минуту и ​​в среднем по пять символов на слово, что составляет 10 нажатий клавиш, или бит, в секунду. Для аудио рекомендуемая скорость, чтобы убедиться, что вашу речь понимают, составляет до 160 слов в минуту. Применяя ту же математику, это составляет 13 бит в секунду.

Наши предки выбрали экологическую нишу, где мир достаточно медленный, чтобы сделать выживание возможным Маркус Майстер

Ученые продолжили вычислять аналогичные скорости передачи данных для экстремальных примеров обработки информации человеком. Сюда входит решение кубика Рубика на мировых рекордных скоростях, которые составляют 11,8 бит/сек, задачи на запоминание цифр (4,9 бит/сек), профессиональный Тетрис (7 бит/сек) и задачи на скорость карт (17,7 бит/сек), которые включают изучение случайной колоды карт и запоминание порядка.

Из этого исследователи делают вывод, что около 10 бит в секунду — это хорошее среднее значение для скорости человеческой мысли. По сравнению с искусственными системами передачи данных это чрезвычайно медленно — например, скорости Wi-Fi обычно измеряются сотнями миллионов бит.

Это даже медленно по сравнению с нашим собственным «оборудованием» – органами чувств и нервной системой. Команда ученых подсчитала, что один колбочковый фоторецептор в человеческом глазу может передавать информацию со скоростью около 270 бит/сек, что составляет ошеломляющие 1,6 миллиарда бит/сек на глаз. Затем зрительный нерв, по-видимому, сжимает ее примерно до 100 миллионов бит/сек. Однако это все равно превышает скорость нашего мышления, особенно если учесть огромное количество информации, поступающей одновременно от других органов чувств.

«Каждый момент мы извлекаем всего 10 бит из триллиона, которые воспринимают наши органы чувств, и используем эти 10 для восприятия окружающего мира и принятия решений», — сказал Маркус Майстер, один из авторов исследования.

Отдельные нейроны обладают способностью к гораздо более высокой скорости передачи данных, но на практике они обычно работают со скоростью около 10 бит/сек, говорят ученые. Это может быть пережитком наших самых древних предков, которым нужно было сосредоточиться только на движении к еде и от хищников. Таким образом, мы можем иметь только один «поток мыслей» на переднем крае нашего разума в каждый момент времени.

«Наши предки выбрали экологическую нишу, где мир достаточно медленный, чтобы сделать выживание возможным», — пишут исследователи в статье. «На самом деле, 10 бит в секунду нужны только в худших ситуациях, а большую часть времени наша окружающая среда меняется гораздо медленнее».

Последствия для будущих технологий немного тревожны. Исследователи говорят, что компьютеры, роботы и ИИ могут обрабатывать информацию гораздо быстрее нас, и будут только ускоряться.

«Обсуждение того, достигнут ли автономные автомобили производительности человеческого уровня в дорожном движении, уже кажется странным: дороги, мосты и перекрестки — все это спроектировано для существ, которые обрабатывают данные со скоростью 10 бит/сек», — пишет команда исследователей. «Когда последний водитель-человек наконец уйдет на пенсию, мы сможем обновить инфраструктуру для машин с когнитивными способностями со скоростью килобит/сек. К этому моменту людям будет рекомендовано держаться подальше от этих экологических ниш, так же как улиткам следует избегать автомагистралей».

Это также плохие новости для тех, кто надеется расширить свои когнитивные способности с помощью ИИ, с помощью систем вроде Neuralink Илона Маска. Независимо от того, насколько быстрой станет одна половина, наше хрупкое, медленное оборудование все равно будет узким местом.

«Основываясь на рассмотренном здесь исследовании скорости человеческого мышления, мы прогнозируем, что мозг Маска будет общаться с компьютером со скоростью около 10 бит/сек», — говорится в статье. «Вместо пучка электродов Neuralink Маск мог бы просто использовать телефон, скорость передачи данных которого была разработана так, чтобы соответствовать человеческому языку, который, в свою очередь, соответствует скорости восприятия и познания».

Исследование, однако, требует небольшой подтасовки цифр. Биты мозга и биты компьютера не вполне сопоставимы — например, в системах типа ASCII для кодирования каждого символа требуется семь битов, в то время как в новом исследовании утверждается, что в мозге на один бит приходится один символ. Кроме того, трудно определить количество бит для различных видов человеческой деятельности.

В любом случае, это интригующее исследование, которое заставит нас задуматься — только не слишком быстро.

Исследование было опубликовано в журнале Neuron.