Είναι ταπεινωτικό να συνειδητοποιούμε, στην εποχή της πληροφορίας, ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλός μας εξακολουθεί να παραμένει ένα τόσο μεγάλο αίνιγμα.
Καθώς ξοδεύουμε εκατομμύρια για την ανάπτυξη όλο και πιο εξελιγμένων υπερυπολογιστών και ξοδεύουμε τεράστια ποσά ενέργειας για την τροφοδοσία των συσκευών μας, ο πάντα εύχρηστος, αποδοτικός και προσιτός ανθρώπινος εγκέφαλος ξεπερνά την κορυφαία τεχνολογία μας με μια σειρά από τρόπους. Εδώ είναι μερικοί από αυτούς.
1. Χρειάστηκαν 82.944 επεξεργαστές και 40 λεπτά για να προσομοιώσει ένας υπερυπολογιστής ένα μόνο δευτερόλεπτο ανθρώπινης εγκεφαλικής δραστηριότητας
Τα τελευταία χρόνια, ο υπερυπολογιστής K χρησιμοποιήθηκε από ερευνητές του μεταπτυχιακού πανεπιστημίου Okinawa Institute of Technology στην Ιαπωνία και του Forschungszentrum Jülich στη Γερμανία σε μια προσπάθεια προσομοίωσης ενός μόνο δευτερολέπτου ανθρώπινης εγκεφαλικής δραστηριότητας.
Ο υπολογιστής, εκείνη την εποχή, μπορούσε να φιλοξενήσει ένα μοντέλο δικτύου 1,73 δισεκατομμυρίων νευρικών κυττάρων (νευρώνων). Ο ανθρώπινος εγκέφαλος, ωστόσο, έχει περίπου 100 δισεκατομμύρια νευρώνες. Για να το θέσουμε αυτό σε προοπτική, ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει περίπου τόσους νευρώνες όσοι είναι τα αστέρια στον Γαλαξία μας.
Αν και ο υπολογιστής κατάφερε να προσομοιώσει ένα δευτερόλεπτο εγκεφαλικής δραστηριότητας, χρειάστηκαν 40 λεπτά.
Ο υπερυπολογιστής K ήταν ο ταχύτερος υπολογιστής στον κόσμο μέχρι να τον επισκιάσει το 2011 (τέθηκε εκτός λειτουργίας το 2019). Αλλά το 2014, ήταν σε θέση να επεξεργαστεί 10,51 Petaflops ανά δευτερόλεπτο (Petaflop/s), το οποίο μπορείτε να καταλάβετε ως περίπου 10.510 τρισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Δεδομένου ότι οι εξελίξεις στην τεχνολογία κινούνται γρήγορα, θα το θέσουμε σε προοπτική. Μέσα σε μόλις τρία χρόνια, ο υπερυπολογιστής Tianhe-2 τριπλασίασε την υπολογιστική ισχύ του Κ, επιτυγχάνοντας 33,86 Petaflop/s (33.860 τρισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο).
Εκείνη την εποχή, η μονάδα γραφικών μέσα σε ένα iPhone 5s παρήγαγε περίπου 0,0000768 Petaflop/s. Έτσι, ο ταχύτερος υπολογιστής στον κόσμο ήταν περίπου 440.000 φορές ταχύτερος από τη μονάδα γραφικών στο εσωτερικό του iPhone 5s, αλλά εξακολουθούσε να είναι κατά τάξεις μεγέθους πιο αργός από τον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Μια μελέτη του Μάρτιν Χίλμπερτ (Martin Hilbert) της Σχολής Επικοινωνίας Annenberg του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science το 2011 αξιολόγησε την ικανότητα του κόσμου να υπολογίζει πληροφορίες. Ο Χίλμπερτ το έθεσε ως εξής: «Για να θέσουμε τα ευρήματά μας σε προοπτική, οι 6,4*1018 εντολές ανά δευτερόλεπτο που μπορεί να εκτελέσει η ανθρωπότητα στους υπολογιστές γενικής χρήσης το 2007 βρίσκονται στην ίδια περιοχή με τον μέγιστο αριθμό νευρικών ερεθισμάτων που εκτελεί ένας ανθρώπινος εγκέφαλος ανά δευτερόλεπτο».
2. Ο εγκέφαλός σας είναι τόσο φτηνός, είναι δωρεάν
Πέρα από τις σπάνιες γενετικές ανωμαλίες, όλοι γεννιόμαστε με εγκέφαλο και αυτός χωράει ακριβώς στο κεφάλι μας! Η κατασκευή του Tianhe-2 κόστισε περίπου 390 εκατομμύρια δολάρια, σύμφωνα με το Forbes. Στην αιχμή της ισχύος του, κατανάλωνε πάνω από 17,6 μεγαβάτ ενέργειας και το συγκρότημα υπολογιστών κάλυπτε περίπου 2.300 τετραγωνικά πόδια (720 τετραγωνικά μέτρα). Κάποιοι άλλοι υπερυπολογιστές, που θεωρούνται ενεργειακά αποδοτικοί, κατανάλωναν περίπου 8 μεγαβάτ.
Για να το θέσουμε σε προοπτική, ένα μεγαβάτ ισούται με 1 εκατομμύριο βατ. Ένας λαμπτήρας 100 βατ καταναλώνει 100 βατ αμέσως μόλις ανάψει, αφού η λέξη «βατ» αναφέρεται στην ενέργεια που χρησιμοποιείται στιγμιαία. Έτσι, ο ταχύτερος υπολογιστής στον κόσμο απορροφά τόση ενέργεια όση 176.000 λαμπτήρες.
Ο Τζεφ Λέιτον, Ph.D.(Jeff Layton, Ph.D.), τεχνολόγος επιχειρήσεων της Dell, έγραψε σε μια ανάρτηση στο ιστολόγιο: «Αυτά τα συστήματα είναι τρομερά μεγάλα, ακριβά και ενεργοβόρα».
Φυσικά, και ο εγκέφαλος απαιτεί ενέργεια. Η ενέργεια προέρχεται από την τροφή, η οποία, στο σύγχρονο γεωργικό μας σύστημα καίει καύσιμα.
3. Είναι επίσης πολύ βολικός
Ενώ οι υπολογιστές που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή μπορεί να είναι αρκετά χρήσιμοι, ορισμένοι ειδικοί έχουν εκφράσει αμφιβολίες για τη χρησιμότητα των υπερυπολογιστών.
Η εφημερίδα South China Morning Post ανέφερε σε άρθρο της για τον Tianhe-2, ο οποίος βρίσκεται στην Κίνα: «Σε αντίθεση με τους οικιακούς υπολογιστές που μπορούν να διεκπεραιώσουν διάφορες εργασίες, από την επεξεργασία κειμένου μέχρι τα παιχνίδια και την περιήγηση στο διαδίκτυο, οι υπερυπολογιστές κατασκευάζονται για πολύ συγκεκριμένους σκοπούς. Για να εκμεταλλευτούν πλήρως τις υπολογιστικές τους δυνατότητες, οι ερευνητές πρέπει να περάσουν μήνες, αν όχι χρόνια, γράφοντας ή ξαναγράφοντας κώδικες λογισμικού για να εκπαιδεύσουν τη μηχανή να κάνει μια δουλειά αποτελεσματικά».
Ένας ανώτερος επιστήμονας στο Κέντρο Υπολογιστών του Πεκίνου, τον οποίο η Post δεν κατονόμασε, δήλωσε: «Η φούσκα των υπερυπολογιστών είναι χειρότερη από τη φούσκα των ακινήτων. Ένα κτίριο θα στέκεται για δεκαετίες αφού χτιστεί, αλλά ένας υπολογιστής, όσο γρήγορος κι αν είναι σήμερα, θα γίνει σκουπίδι σε πέντε χρόνια».
4. Πώς συγκρίνεται το εύρος ζώνης του εγκεφάλου σας με ένα μόντεμ;
Η οριοθέτηση ενός μέτρου για την ταχύτητα επεξεργασίας του ανθρώπινου μυαλού έχει επιχειρηθεί από πολλούς επιστήμονες. Τα νούμερα στα οποία κατέληξαν ποικίλλουν, ανάλογα με την προσέγγιση. Η σύγκριση του εύρους ζώνης ενός μόντεμ με το «εύρος ζώνης» ενός εγκεφάλου δεν αποτελεί ακριβή επιστήμη.
Αρχικά, θα εξετάσουμε πόσα bits ανά δευτερόλεπτο (bps) μπορεί να επεξεργαστεί ο εγκέφαλός σας, και στη συνέχεια θα εξετάσουμε πόσα bps μπορεί να επεξεργαστεί ένα μέσο μόντεμ. Μπορείτε να το σκεφτείτε αυτό με όρους του χρόνου που σας παίρνει να ανεβάσετε μια εικόνα μέσω του Διαδικτύου σε σχέση με το χρόνο που σας παίρνει να επεξεργαστείτε αυτό που βλέπετε μπροστά στα μάτια σας.
Ο Dr. Τορ Νορρετράντερς (Dr. Tor Nørretranders), επίκουρος καθηγητής Φιλοσοφίας της Επιστήμης στη Σχολή Διοίκησης Επιχειρήσεων της Κοπεγχάγης, έγραψε ένα βιβλίο με τίτλο «The User Illusion: Cutting Consciousness Down to Size» (Η ψευδαίσθηση του χρήστη: Κόβοντας τη συνείδηση στα μέτρα του), στο οποίο ανέφερε ότι ο συνειδητός νους επεξεργάζεται περίπου 40 bps, ενώ ο υποσυνείδητος νους επεξεργάζεται 11 εκατομμύρια bps.
Ο αυστριακός θεωρητικός φυσικός Χέρμπερτ Β. Φράνκε (Herbert W. Franke) δηλώνει ότι ο ανθρώπινος νους μπορεί να απορροφήσει συνειδητά 16 bps και μπορεί να κρατήσει συνειδητά στο μυαλό του ταυτόχρονα περίπου 160 bps. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι ο νους μπορεί έτσι να μειώσει την πολυπλοκότητα οποιασδήποτε κατάστασης σε 160 bits.
Ο Φερμίν Μοσκόσο ντελ Πράντο Μαρτίν (Fermin Moscoso del Prado Martin), γνωστικός ψυχολόγος από το Πανεπιστήμιο της Προβηγκίας στη Γαλλία, διαπίστωσε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να επεξεργαστεί περίπου 60 bps. Σε ένα σχόλιο σε ένα άρθρο του Technology Review σχετικά με την εργασία του, σημείωσε ότι δεν έχει προσδιορίσει ένα ανώτατο όριο, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα ότι ο εγκέφαλος δεν είναι σε θέση να επεξεργαστεί πάνω και πέρα από τα 60 bps.
Τώρα, ας δούμε πόσο γρήγορο είναι το οικιακό σας μόντεμ.
Ένα megabit ανά δευτερόλεπτο (Mbps) ισούται με 1 εκατομμύριο bps- τα οικιακά μόντεμ μπορούν να λειτουργούν σε ταχύτητες από 50 Mbps έως αρκετές εκατοντάδες Mbps. Αυτό είναι εκατομμύρια φορές ταχύτερο από το συνειδητό σας μυαλό και τουλάχιστον πέντε φορές από το υποσυνείδητό σας. Ένα πόντο για τους υπολογιστές εδώ- ξεπερνούν τους εγκεφάλους από αυτή την άποψη. Βέβαια, είναι ακόμα τόσο λίγα πράγματα κατανοητά για το υποσυνείδητο που αυτά τα νούμερα δεν είναι καθόλου ασφαλή.
Και ακόμη και αν είμαστε σχετικά αργοί στην απορρόφηση δεδομένων, ο τρόπος με τον οποίο τα επεξεργαζόμαστε είναι εκπληκτικός.
5. Μαθαίνουμε, εφευρίσκουμε
Η τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) σημειώνει πρόοδο στην ανάπτυξη υπολογιστών που είναι δημιουργικοί. Αλλά, η πιο προηγμένη ΤΝ βρίσκεται πολύ πίσω από τον ανθρώπινο εγκέφαλο, όπως ήταν ακόμη και πριν από πολλές χιλιάδες χρόνια.
Σε ένα άρθρο που γράφτηκε για το MakeUseOf.com, ο ηλεκτρολόγος μηχανικός και ανεξάρτητος συγγραφέας Ράιαν Ντούμπε (Ryan Dube) σχολίασε την ακόλουθη δήλωση του συγγραφέα Γκάρι Μάρκους (Gary Marcus): «Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των υπολογιστών και του ανθρώπινου μυαλού έγκειται στη βασική οργάνωση της μνήμης».
Ο Ντούμπε έγραψε: «Για την ανάκτηση δεδομένων, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί λογικές θέσεις αποθήκευσης. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος, από την άλλη πλευρά, θυμάται πού είναι αποθηκευμένες οι πληροφορίες βάσει ενδείξεων. Αυτές οι ενδείξεις είναι άλλες πληροφορίες ή μνήμες που συνδέονται με τις πληροφορίες που πρέπει να ανακτήσετε».
«Αυτό σημαίνει ότι το ανθρώπινο μυαλό μπορεί να συνδέσει έναν σχεδόν απεριόριστο αριθμό εννοιών με ποικίλους τρόπους και στη συνέχεια μερικές φορές να αποσυνδέσει ή να αναδημιουργήσει συνδέσεις με βάση νέες πληροφορίες. Αυτό επιτρέπει στον άνθρωπο να βγαίνει έξω από τα όρια των όσων έχει ήδη μάθει – οδηγώντας σε νέες τέχνες και νέες εφευρέσεις που είναι το σήμα κατατεθέν της ανθρώπινης φυλής».
6. Ο εγκέφαλος είναι ακόμη ελάχιστα κατανοητός και μπορεί ακόμη να ανακαλύψουμε ανεξιχνίαστα οφέλη
Το National Geographic απεικόνισε πόσο μεγάλο είναι το έργο της χαρτογράφησης του ανθρώπινου εγκεφάλου με ακρίβεια. Ανέφερε στην έκδοσή του τον Φεβρουάριο του 2014 με τίτλο «The New Science of the Brain» (Η νέα επιστήμη του εγκεφάλου) ότι οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο τμήματος του εγκεφάλου ενός ποντικιού στο μέγεθος ενός κόκκου αλατιού. Για να χαρτογραφήσουν αυτό το μικροσκοπικό τμήμα του εγκεφάλου του ποντικού με ακρίβεια, χρησιμοποίησαν ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να το απεικονίσουν σε 200 τομές, κάθε μία από τις οποίες είχε πάχος όσο μια ανθρώπινη τρίχα. «Ένας ανθρώπινος εγκέφαλος οπτικοποιημένος σε αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας θα απαιτούσε μια ποσότητα δεδομένων ίση με όλο το γραπτό υλικό σε όλες τις βιβλιοθήκες του κόσμου», έγραψε το National Geographic.
Το 2005, ερευνητές του Caltech και του UCLA διαπίστωσαν ότι μόνο λίγοι από τους 100 δισεκατομμύρια νευρώνες του εγκεφάλου χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών σχετικά με οποιοδήποτε πρόσωπο, τόπο ή έννοια. Για παράδειγμα, διαπίστωσαν ότι όταν στα πειραματόζωα έδειχναν εικόνες της ηθοποιού Τζένιφερ Άνιστον, ένας συγκεκριμένος νευρώνας στον εγκέφαλο ανταποκρινόταν. Ένας άλλος νευρώνας ήταν αφιερωμένος στην ηθοποιό Χάλι Μπέρι.
