Vísindamenn við California Institute of Technology eru að reyna að reikna út hraða mannlegrar hugsunar. Og talan sem þeir koma með er örlítið óhugnanlegur 10 bitar af upplýsingum á sekúndu.
En hvað erum við að tala um hér? Hugur þinn gæti (furðu hægt, það kemur í ljós) gert ráð fyrir að við séum að tala um "bita" eins og tölvu. Á tölvumáli getur biti haft annað af tveimur gildum, oft táknað með tvíundarstaf — 1 eða 0. En það samsvarar ekki magni upplýsinga sem er sent, stundum kallað „shannon“, eftir Claude Shannon, sem aftur á móti kallaður „faðir upplýsingakenningarinnar“.
„Til að skilja hugtakið upplýsingar er nauðsynlegt að greina þær frá gögnum. Hér er dæmi. Við eigum vinkonu sem er nýbúin að fæða og við sendum henni skilaboð til að spyrja hana um kynið á nýburanum. Frá okkar sjónarhóli eru jafnar líkur á að barnið verði strákur eða stelpa. Þess vegna mun svar hennar senda okkur nákvæmlega 1 shannon. Til að bregðast við mun hún líklega senda okkur setningu sem samanstendur af nokkrum stöfum, hver um sig táknuð með nokkrum bitum. Við munum því fá nokkra tugi gagnabita fyrir 1 shannon,“ útskýrir Vincent Gripon, dósent við Télécom Bretagne.
„Heilinn okkar er vanur þessari staðreynd. Áætlað hefur verið að hundrað milljón bita af gögnum á sekúndu berist frá sjónberki til djúpra svæða nýberkis okkar. Flest þessara gagna eru okkur algjörlega gagnslaus og bera þar að auki mjög litlar upplýsingar.“
Vísindamenn sem rannsaka upplýsingafræði hafa reynt að mæla upplýsingar ýmissa kerfa, þar á meðal hversu miklar upplýsingar eru sendar í hverju atkvæði tungumáls og hversu mikið af upplýsingum er í öllum sjáanlegum alheimi. Þar með lentu þeir í smá leyndardómi: Heilinn okkar er stöðugt sprengd með skynjunargögnum á ótrúlegum hraða, áætlaður 109 bitar á sekúndu, en samt sem áður vinna meðvitaðar hugsanir okkar upplýsingar á mun hægari hraða.
Eins og þú gætir búist við er erfitt að mæla mannlega hugsun. Til að reyna að gera það skoðuðu höfundar nýrrar rannsóknar verkefnin sem fólk sinnir og magn upplýsinga sem það vinnur með meðan á þeim stendur. Eitt slíkt verkefni er handvirk textaritun.
„Góður vélritari getur skrifað allt að 120 orð á mínútu. Ef hvert orð er talið vera 5 stafir samsvarar þessi innsláttarhraði 10 ásláttum á sekúndu. Hversu marga bita af upplýsingum táknar það? Við íhuguðum að telja lyklana á lyklaborðinu og taka lógaritma þeirrar tölu til að fá óreiðu eins stafs, en það væri svolítið erfitt,“ skrifaði teymið í blaðinu sínu.
„Enska tungumálið inniheldur skipulögð innri uppbyggingu sem gerir straum persóna mjög fyrirsjáanlegan. Reyndar er óreiðu enskrar tungu aðeins ~1 biti á hvern staf. Sérfróðir vélritarar treysta á alla þessa offramboði til að skrifa hraðar: Ef þeir yrðu neyddir til að slá inn handahófskennda röð stafa myndi hraði þeirra minnka verulega.
Út frá þessu gátu þeir reiknað út að hugsunarhraði sem vélritunarmaður vinnur með þegar hann skrifar handahófskennda röð stafa er um... 10 bitar á sekúndu. Þegar litið var á önnur verkefni - allt frá því að spila Tetris til að leysa Rubik's Cube við stýrðar aðstæður til að hlusta á ensku - áætlaði teymið að flest þessara verkefna væru unnin á svipuðum, furðu litlum hraða.
„Þetta er ákaflega lág tala,“ segir Markus Meister, meðhöfundur blaðsins. „Á hverri stundu tökum við aðeins út 10 bita af þeim trilljónum sem skynfærin okkar taka inn og við notum þá til að skynja heiminn í kringum okkur og taka ákvarðanir. Þetta vekur þversögn: hvað gerir heilinn til að sía allar þessar upplýsingar?
Á meðan heilinn okkar er að takast á við snjóflóð skynjunargagna virðast meðvitaðar hugsanir okkar starfa á mun hægari hraða. Teymið bendir á að þetta gæti haft þýðingu fyrir til dæmis sköpun heila-tölvuviðmóta. Þó að heila-tölvuviðmót gætu einn daginn komið fram sem getur flýtt fyrir heilastarfsemi mannsins, gætum við verið takmörkuð af hraða okkar eigin vitræna getu.
Meira almennt vekur þetta ýmsar spurningar, eins og hvers vegna taugakerfið okkar getur unnið úr þúsundum þátta samhliða, á meðan meðvituð hugsun okkar hreyfist á svo hægum hraða.
„Hvernig geta menn ráðið við aðeins 10 bita/sek? Innsæi svarið hér er að skynsemi á svo hægum hraða er nægjanleg til að lifa af,“ skrifar teymið. „Nánar tiltekið, forfeður okkar völdu vistfræðilegan sess þar sem heimurinn var nógu hægur til að lifa af. Reyndar er aðeins þörf á 10 bitum/sek í verstu tilfellum og oftast breytist umhverfi okkar á mun hægari hraða.“
Þó að það sé áhugavert mat á hraða upplýsinga í mannlegri hugsun, leggur teymið áherslu á að það veki upp fleiri spurningar og í stað þess að veita svör, býður það upp á tækifæri til frekari rannsókna í framtíðinni.
„Sérstaklega er úttaugakerfið okkar fær um að gleypa upplýsingar úr umhverfinu á mun meiri hraða, í stærðargráðunni gígabit/sek,“ skrifar teymið. „Þetta skilgreinir þversögn: hið mikla bil á milli örsmárs upplýsingaflutnings mannlegrar hegðunar og hins mikla upplýsingainntaks sem sú hegðun byggir á. Þetta gífurlega hlutfall — um 100,000,000 — er að mestu óútskýrt.“
Lýsandi mynd eftir Pixabay: https://www.pexels.com/photo/light-trails-on-highway-at-night-315938/
