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我们高估了自己的大脑?人类大脑的真实存储量可能比想象中小得多
2022-08-05

人类大脑拥有大约860亿个神经元,这些神经元之间通过一种名为“触突”的结构来互相联系,平均下来,每一个神经元都拥有数千个“触突”,而这些“触突”则是保存人类记忆的基础物质结构,就算每一个“触突”只能保存1个字节,人类大脑的理论存储量至少是100TB的量级(注:1TB=1024GB=1048576MB)。

一般来讲,目前主流家用电脑的存储量也就是1TB,也就是说,如果按照以上的数据来计算,那么人类大脑的存储量就至少相当于100台这样的电脑,据此我们似乎可以认为,人类大脑的存储量非常大,然而仔细想想的话,我们就会发现实际情况却不太像。

在我们的记忆中,那些曾经的人和事、背诵过的课文和单词、学习过的定理和公式、看过的电影和书籍,只要时间稍微久远一点,都已经变得非常模糊了,有些时候,我们甚至连几天前具体做了些什么事都会记不清楚,所以我们有理由令人怀疑,会不会是我们高估了自己的大脑?

实际上,科学界也对此非常感兴趣,为了研究人类大脑的真实存储量,科学家做了个实验。

该实验进行于上世纪80年代,由贝尔实验室的托马斯.兰道尔(Thomas K Landauer)博士主持,参与实验的有多名计算机科学家、语言学家以及心理学家。

实验过程为,首先招募大量的志愿者,然后请他们专心记忆一些图片、影像、声音、文字等等信息,在随机等待一段时间(几分钟至几天)之后,研究人员会测试志愿者们到底记住了多少信息,值得一提的是,在测试中,研究人员还会给志愿者提供一些判断题和选择题,这样就可以帮助志愿者回忆起一些较为模糊的记忆。

接下来,研究人员会将这些“已经被记住了的信息”转化为可以量化的数字信息,再结合志愿者的数量和记忆的时长,计算出志愿者平均每一秒可以记下多少字节的信息。

科学家认为,这个计算结果其实就可以看作是人类大脑平均每一秒的储存量,如果将其乘以人类在一生中可以用来记忆的平均时长,就可以估算出人类大脑的真实存储量。

该实验的结果显示,人类大脑的真实存储量的数量级为10^9字节,也就是大约1GB,如果按此计算的话,这大概只相当于目前主流家用电脑的存储量的千分之一。可以看到,这个实验结果是令人失望的,尽管这只是一个大致的结果,但也在一定的程度上说明了,人类大脑的真实存储量可能比想象中小得多,而这也与我们的实际体验相符。

为什么会这样呢?其实我们可以简单地理解为,人类大脑的主要功能是处理信息,而不是存储信息。

一方面,大脑需要对大量的外界信息进行及时地处理和反馈,另一方面,我们身体内部的各种生理活动也需要大脑来参与和协调,这说起来简单,实际上却异常复杂,可以说我们身体的一举一动都是大脑经过海量计算后的结果。

值得一提的是,通常情况下,我们的大脑在记忆某个事物的信息时,只会提炼出其中的关键信息进行抽象记忆。

比如说当我们在试图记住上面这张图的时候,我们的大脑通常只会记住其中的一些关键元素,如蓝天白云、阳光、水面以及水边的植物等等,而当我们回忆起这个画画的时候,大脑就会根据这些信息来调取相应的抽象模型,进而将其还原成记忆中的画面,至于这个“抽象模型”,则是在人类的成长过程,大脑对接收到的各种外界事件的信息进行分类归纳的结果。

尽管抽象记忆无法精确地还原出事物的细节,但它却特别节约信息所占用的存储空间,因为抽象记忆基本上可以认为是文字信息,而与图片、影像甚至是声音信息相比,文字信息所占用的空间要小得多。

除此之外,人类大脑存储的信息可分为“短期记忆”和“长期记忆”两种,其中前者通常都是被我们认为没有什么意义的信息,因此它们要不了多久就会被大脑“删除”掉,而后者通常都是被我们认为有意义的信息,因此可以存储较长的时间。

对于“长期记忆”,人类的大脑还有一种遗忘机制,简单来讲就是,大脑中已存储的信息被标记为若干个级别,级别越低的信息,就越容易被“删除”,一般来讲,一条新存储的信息的级别都比较高,但假如这条信息不常用,大脑就会持续降低它的等级,直到它被删除掉。

总而言之,虽然人类大脑的真实存储量很可能比想象中小得多,但我们也不必太过失望,毕竟我们的大脑拥有精妙的记忆系统,只要善于运用,我们就可以记住那些自己想要记住的信息。

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