加州理工學院的兩位研究人員試圖量化人類思維的速度，將其定為每秒 10 位信息，這有點令人困惑。從這個角度來看，對 2024 年美國平均下載速度最慢的一項估計為93兆位每秒 (Mbps)，但傳輸的信息量較低。
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首先，我們在這裡談論什麼？您的想法可能（事實證明，速度令人驚訝地緩慢）假設我們正在談論我們在日常計算中看到的“位”。在計算術語中，一位可以具有兩個值之一，通常由二進制數字表示，即一或零。但這與所傳達的信息量並不相符，有時被稱為“香農”，以克勞德·香農（通常被稱為“信息論之父”）的名字命名。
“要理解信息的概念，就必須區分信息和數據。舉個例子，我有一個朋友剛生完孩子，我給她發一條短信，問她新生兒的性別。在我看來，生男孩和生女孩的機會是均等的。因此，她的回復會恰好給我發一個香農。為了回答我，她可能會發給我一個由幾個字符組成的句子，每個字符由幾個位代表。因此，我會收到幾十個位的數據。布列塔尼電信副教授文森特·格里彭 (Vincent Gripon) 在一篇翻譯文章中解釋道：對話。
“我們的大腦已經習慣了這個事實。據估計，每秒有一億比特的數據從視覺皮層傳輸到我們新皮層的深層區域。這些數據大部分對我們來說完全無用，而且攜帶的信息很少。”
研究信息論的科學家試圖量化各種系統的信息，包括在系統中傳遞了多少信息。以及有多少信息。在這樣做的過程中，他們發現了一個難題：我們的大腦不斷地受到感官數據的轟炸，速度令人難以置信，估計為 109比特每秒，但我們的意識思維處理信息的速度要慢得多。
正如您所料，人類思想是一件很難量化的事情。為了做到這一點，一項新研究的作者研究了人類執行的任務以及在此過程中處理的信息量。例如，他們研究了手動打印手寫稿件的任務。
“一名高級打字員每分鐘可打出 120 個單詞。如果將每個單詞視為 5 個字符，則該打字速度相當於每秒敲擊 10 次按鍵。這代表了多少位信息？人們很想數一下鍵盤上的按鍵數，並取對數來獲得每個字符的熵，但這是一個巨大的高估。想像一下，在讀完本段的開頭後，你被問到下一個字母是什麼……”該團隊在論文中寫道。
“英語包含有序的內部結構，使字符流具有高度可預測性。事實上，英語的熵每個字符只有 ∼ 1 位。專家打字員依賴於所有這些冗餘：如果被迫輸入隨機字符序列，他們的速度會急劇下降。”
由此，他們能夠估計打字員在鍵入隨機字符序列時的思維速度約為……每秒 10 位。從玩來看其他任務俄羅斯方塊從在受控條件下解魔方到聽英語，該團隊估計大多數任務的執行速度都相似，但速度慢得驚人。
該論文的合著者馬庫斯·梅斯特 (Markus Meister) 在一份報告中表示：“這是一個極低的數字。”陳述。 “每時每刻，我們都從我們的感官接收到的數万億個比特中提取出 10 個比特，並使用這 10 個比特來感知我們周圍的世界並做出決策。這就提出了一個悖論：大腦正在做什麼來過濾所有這些信息？”
當我們的大腦處理大量的感官數據時，我們的意識思維似乎以慢得多的速度運行。該團隊指出，這可能會產生影響，例如，在創建腦機接口領域。雖然我們（我們指的是科技兄弟）可能夢想創造腦機接口來加速人類腦力的發展，但事實可能是我們受到自己認知速度的限制，就像試圖通過 Game Boy 連接到光纖互聯網一樣 - 您的硬件將限制您從中獲得的東西。
更一般地說，它提出了許多有關人類認知的問題，例如為什麼我們的神經系統可以並行處理數千個項目，而我們的意識思維卻以如此緩慢的速度前進。
“人類怎麼能在只有 10 位/秒的情況下逃脫呢？這裡同義反复的答案是，如此低的認知速度足以生存，”該團隊寫道。 “更準確地說，我們的祖先選擇了一個生態位，在這個生態位中，世界速度足夠慢，使得生存成為可能。事實上，只有在最壞的情況下才需要 10 位/秒，而且大多數時候，我們的環境以更悠閒的速度變化。”
雖然這是對人類思維信息速度的有趣估計，但該團隊強調，它提出的問題多於答案，為未來的進一步探索提供了途徑。
研究小組寫道：“特別是，我們的周圍神經系統能夠以更高的速率從環境中吸收信息，約為千兆位/秒。” “這定義了一個悖論：人類行為的微小信息吞吐量與行為所依據的巨大信息輸入之間存在巨大鴻溝。這個巨大的比率——大約 1 億——在很大程度上仍然無法解釋。”
該研究發表在期刊上神經元。
