Forskere ved California Institute of Technology prøver å beregne hastigheten på menneskelig tanke. Og tallet de kommer opp med er litt foruroligende 10 biter med informasjon per sekund.
Men hva snakker vi om her? Sinnet ditt kan (overraskende sakte, viser det seg) anta at vi snakker om "biter" som datamaskiner. På dataspråk kan en bit ha én av to verdier, ofte representert med et binært siffer – 1 eller 0. Men det samsvarer ikke med mengden informasjon som overføres, noen ganger kalt en «shannon», etter Claude Shannon, som kalles på sin side «informasjonsteoriens far».
"For å forstå begrepet informasjon, er det viktig å skille det fra data. Her er et eksempel. Vi har en venninne som nettopp har født, og vi sender henne en melding for å spørre henne om kjønnet til den nyfødte. Fra vårt perspektiv er det like stor sjanse for at babyen blir en gutt eller jente. Derfor vil svaret hennes sende oss nøyaktig 1 shannon. For å svare vil hun sannsynligvis sende oss en setning som består av flere tegn, hver representert med flere biter. Vi vil derfor motta flere dusin biter med data for 1 shannon,” forklarer Vincent Gripon, førsteamanuensis ved Télécom Bretagne.
"Hjernen vår er vant til dette faktum. Det har blitt anslått at hundre millioner biter med data per sekund overføres fra synsbarken til de dype områdene i neocortexen vår. De fleste av disse dataene er fullstendig ubrukelige for oss og inneholder dessuten svært lite informasjon.»
Forskere som studerer informasjonsteori har forsøkt å kvantifisere informasjonen til ulike systemer, inkludert hvor mye informasjon som overføres i hver stavelse av språket og hvor mye informasjon det er i hele det observerbare universet. Ved å gjøre det snublet de over et lite mysterium: Hjernene våre bombarderes konstant med sensoriske data i en utrolig hastighet, anslått til 109 biter per sekund, men våre bevisste tanker behandler informasjon i en mye langsommere hastighet.
Som du kanskje forventer, er menneskelig tanke vanskelig å kvantifisere. I et forsøk på å gjøre det, så forfatterne av en ny studie på oppgavene folk utfører og mengden informasjon de behandler i løpet av dem. En slik oppgave er manuell tekstskriving.
«En god maskinskriver kan skrive opptil 120 ord i minuttet. Hvis hvert ord anses å være 5 tegn, tilsvarer denne skrivehastigheten 10 tastetrykk per sekund. Hvor mange biter av informasjon representerer det? Vi vurderte å telle tastene på tastaturet og ta logaritmen til det tallet for å få entropien til et enkelt tegn, men det ville være litt av en strekk», skrev teamet i avisen.
«Det engelske språket inneholder ordnede interne strukturer som gjør strømmen av karakterer svært forutsigbar. Faktisk er entropien til det engelske språket bare ~1 bit per tegn. Ekspertskrivere er avhengige av all denne redundansen for å skrive raskere: Hvis de ble tvunget til å skrive en tilfeldig sekvens av tegn, ville hastigheten deres synke kraftig.»
Basert på dette var de i stand til å beregne at tankehastigheten som en maskinskriver arbeider med når han skriver en tilfeldig sekvens av tegn, er omtrent ... 10 biter per sekund. Når vi ser på andre oppgaver – fra å spille Tetris til å løse en Rubiks kube under kontrollerte forhold til å lytte til engelsk – anslo teamet at de fleste av disse oppgavene utføres med en tilsvarende, overraskende lav hastighet.
"Det er et ekstremt lavt tall," sier Markus Meister, en medforfatter av avisen. "Til et gitt øyeblikk trekker vi ut bare 10 biter av trillionene som sansene våre tar inn, og vi bruker dem til å oppfatte verden rundt oss og ta beslutninger. Dette reiser et paradoks: hva gjør hjernen for å filtrere all denne informasjonen?»
Mens hjernen vår håndterer skredet av sensoriske data, ser det ut til at våre bevisste tanker opererer med mye lavere hastighet. Teamet bemerker at dette kan ha implikasjoner for for eksempel opprettelsen av hjerne-datamaskin-grensesnitt. Mens hjerne-datamaskin-grensesnitt en dag kan dukke opp som kan øke hastigheten på menneskelig hjerneaktivitet, kan vi være begrenset av hastigheten på vår egen kognitive kapasitet.
Mer generelt reiser dette en rekke spørsmål, som hvorfor nervesystemet vårt kan behandle tusenvis av elementer parallelt, mens vår bevisste tanke beveger seg i et så sakte tempo.
"Hvordan kan mennesker takle bare 10 bits/sek? Det intuitive svaret her er at kognisjon i en så langsom hastighet er tilstrekkelig for å overleve», skriver teamet. Mer presist, våre forfedre valgte en økologisk nisje der verden var treg nok til å gjøre overlevelse mulig. Faktisk er de 10 bitene/sek. bare nødvendig i de verste tilfellene, og mesteparten av tiden endres miljøet vårt i en mye langsommere hastighet.»
Selv om det er et interessant estimat av informasjonshastigheten i menneskelig tanke, understreker teamet at det reiser mer et spørsmål og, i stedet for å gi svar, gir det en mulighet for videre forskning i fremtiden.
"Spesielt er vårt perifere nervesystem i stand til å absorbere informasjon fra omgivelsene med en mye høyere hastighet, i størrelsesorden gigabits/sek," skriver teamet. "Dette definerer et paradoks: det store gapet mellom den lille informasjonsgjennomstrømningen til menneskelig atferd og den enorme informasjonsinngangen som atferden er basert på. Dette enorme forholdet – rundt 100,000,000 XNUMX XNUMX – forblir stort sett uforklarlig.»
Illustrasjonsfoto av Pixabay: https://www.pexels.com/photo/light-trails-on-highway-at-night-315938/