人腦的大規模並行處理與計算機的串行處理

隨着人工智能的興起與發展，腦經常被拿來與另外一種擁有強大問題解決能力的複雜系統–計算機進行比較。在各類作品中，常出現人工智能機器人超越或反殺人類的情節。印象中，高二時看的一部印度電影“寶萊塢機器人之戀”便有這樣的情節。該片男主研發的機器人逐漸有了自主思考能力和人類情感，併成功的搶走了男主的女友。我認爲，計算機與人腦不可同日而語，後者的強大和潛力絕對令我們驚歎！在讀了神經生物學原理第一章的時候我對自己的觀點更加確信！
首先，該書通過基本運算次數對大腦和計算機進行了比較，計算機對加法等基本算術的運算速度爲10的10次方（2008年）每秒，人腦的運算次數爲10的3次方每秒。且計算機能夠以任意精確度表示一個數字，可精確到4.2*10的9次方分之一，而人類神經系統大部分數量都存在百分之幾的誤差，最高精度不超過100分之一。從這些數據來看，計算機完勝人腦。那麼，人腦又是如何在複雜的任務中戰勝電腦的呢？以書中的例子網球爲例，人腦是如何判斷一顆發球時高達72m/s(259km/h)的網球的運動軌跡，並在幾百毫秒這樣短的時間內完成移動到球場合適的位置、手臂做好準備動作、揮動球拍將球回擊過網這一系列的動作呢？


答案是人腦高效的處理方式。腦與計算機之間的一個顯著差異是信息處理的方法不同，我認爲這種差異是由腦功能的基本單位神經元與計算機的功能單位晶體管的不同導致的。腦將信息進行並行處理，而後者是串行處理。我把腦串行處理的方式與計算機並行處理的方式相比較，理解爲腦是計算機多個CPU融合連接而成的，且各個CPU之間有功能上的關聯。如果一臺計算機擁有多個CPU的話，一個CPU相當於腦的一個功能區，計算機完成複雜任務的能力將大大提高。
腦目前的結構和功能是億萬年來經歷了無數次優勝劣汰進化的結果，它的高效在情理之中。近一兩個世紀以來，科學飛速發展，人們對腦的認識也達到了空前水平。但即使如此，人們對腦的認識還是非常侷限的。甚至對腦功能基本單位神經元的認識還不夠透徹。只有當人類對大腦有了深刻清晰的認識時，再製造出的計算機纔有可能與腦分庭抗禮。