Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ California đang cố gắng tính toán tốc độ suy nghĩ của con người. Và con số họ đưa ra là một con số hơi khó hiểu là 10 bit thông tin mỗi giây.
Nhưng chúng ta đang nói về điều gì ở đây? Tâm trí của bạn có thể (hóa ra là chậm một cách đáng ngạc nhiên) cho rằng chúng ta đang nói về "bit" giống như máy tính. Trong ngôn ngữ máy tính, một bit có thể có một trong hai giá trị, thường được biểu diễn bằng một chữ số nhị phân—1 hoặc 0. Nhưng điều đó không tương ứng với lượng thông tin được truyền đi, đôi khi được gọi là "shannon", theo tên của Claude Shannon, người được gọi là "cha đẻ của lý thuyết thông tin".
“Để hiểu khái niệm thông tin, điều cần thiết là phải phân biệt thông tin với dữ liệu. Đây là một ví dụ. Chúng tôi có một người bạn vừa mới sinh con và chúng tôi gửi cho cô ấy một tin nhắn để hỏi về giới tính của đứa trẻ sơ sinh. Theo quan điểm của chúng tôi, có một cơ hội như nhau rằng đứa trẻ sẽ là trai hay gái. Do đó, phản hồi của cô ấy sẽ gửi cho chúng tôi chính xác 1 shannon. Để trả lời, cô ấy có thể sẽ gửi cho chúng tôi một câu gồm nhiều ký tự, mỗi ký tự được biểu diễn bằng nhiều bit. Do đó, chúng tôi sẽ nhận được hàng chục bit dữ liệu cho 1 shannon”, Vincent Gripon, phó giáo sư tại Télécom Bretagne giải thích.
“Bộ não của chúng ta đã quen với thực tế này. Người ta ước tính rằng một trăm triệu bit dữ liệu mỗi giây được truyền từ vỏ não thị giác đến các vùng sâu của vỏ não mới của chúng ta. Hầu hết dữ liệu này hoàn toàn vô dụng đối với chúng ta và hơn nữa, mang rất ít thông tin.”
Các nhà khoa học nghiên cứu lý thuyết thông tin đã cố gắng định lượng thông tin của nhiều hệ thống khác nhau, bao gồm lượng thông tin được truyền tải trong mỗi âm tiết của ngôn ngữ và lượng thông tin có trong toàn bộ vũ trụ quan sát được. Khi làm như vậy, họ đã tình cờ phát hiện ra một bí ẩn nhỏ: Bộ não của chúng ta liên tục bị tấn công dữ liệu cảm giác với tốc độ đáng kinh ngạc, ước tính là 109 bit mỗi giây, nhưng suy nghĩ có ý thức của chúng ta xử lý thông tin với tốc độ chậm hơn nhiều.
Như bạn có thể mong đợi, suy nghĩ của con người rất khó để định lượng. Trong nỗ lực thực hiện điều đó, các tác giả của một nghiên cứu mới đã xem xét các nhiệm vụ mà mọi người thực hiện và lượng thông tin mà họ xử lý trong quá trình đó. Một trong những nhiệm vụ đó là nhập văn bản thủ công.
“Một người đánh máy giỏi có thể đánh máy tới 120 từ mỗi phút. Nếu mỗi từ được coi là 5 ký tự, tốc độ đánh máy này tương ứng với 10 lần nhấn phím mỗi giây. Điều đó biểu diễn bao nhiêu bit thông tin? Chúng tôi đã cân nhắc việc đếm các phím trên bàn phím và lấy logarit của số đó để có được entropy của một ký tự duy nhất, nhưng điều đó sẽ hơi quá đáng”, nhóm nghiên cứu đã viết trong bài báo của họ.
“Ngôn ngữ tiếng Anh chứa các cấu trúc bên trong có trật tự khiến cho luồng ký tự có thể dự đoán được cao. Trên thực tế, entropy của tiếng Anh chỉ là ∼1 bit cho mỗi ký tự. Những người đánh máy chuyên nghiệp dựa vào tất cả sự dư thừa này để đánh máy nhanh hơn: Nếu họ bị buộc phải đánh một chuỗi ký tự ngẫu nhiên, tốc độ của họ sẽ giảm mạnh.”
Dựa trên điều này, họ có thể tính toán được rằng tốc độ suy nghĩ mà một người đánh máy đang sử dụng khi gõ một chuỗi ký tự ngẫu nhiên là khoảng… 10 bit mỗi giây. Khi xem xét các nhiệm vụ khác—từ chơi Tetris đến giải Rubik's Cube trong điều kiện được kiểm soát cho đến nghe tiếng Anh—nhóm nghiên cứu ước tính rằng hầu hết các nhiệm vụ này đều được thực hiện ở tốc độ tương tự, thấp đến đáng ngạc nhiên.
“Đó là một con số cực kỳ thấp”, Markus Meister, đồng tác giả của bài báo, cho biết. “Tại bất kỳ thời điểm nào, chúng ta chỉ trích xuất 10 bit trong số hàng nghìn tỷ mà các giác quan của chúng ta tiếp nhận và chúng ta sử dụng chúng để nhận thức thế giới xung quanh và đưa ra quyết định. Điều này đặt ra một nghịch lý: não làm gì để lọc tất cả thông tin này?”
Trong khi não bộ của chúng ta đang xử lý dữ liệu cảm giác, thì những suy nghĩ có ý thức của chúng ta dường như hoạt động ở tốc độ chậm hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng điều này có thể có ý nghĩa đối với, ví dụ, việc tạo ra các giao diện não-máy tính. Trong khi các giao diện não-máy tính có thể xuất hiện một ngày nào đó có thể tăng tốc hoạt động của não người, chúng ta có thể bị giới hạn bởi tốc độ của khả năng nhận thức của chính mình.
Nói chung, điều này đặt ra một số câu hỏi, chẳng hạn như tại sao hệ thần kinh của chúng ta có thể xử lý hàng nghìn yếu tố song song, trong khi suy nghĩ có ý thức của chúng ta lại diễn ra với tốc độ chậm như vậy.
“Làm sao con người có thể đối phó với chỉ 10 bit/giây? Câu trả lời trực quan ở đây là nhận thức ở tốc độ chậm như vậy là đủ để tồn tại”, nhóm nghiên cứu viết. “Chính xác hơn, tổ tiên của chúng ta đã chọn một hốc sinh thái mà thế giới đủ chậm để có thể tồn tại. Trên thực tế, 10 bit/giây chỉ cần thiết trong những trường hợp xấu nhất, và hầu hết thời gian, môi trường của chúng ta thay đổi ở tốc độ chậm hơn nhiều”.
Mặc dù đây là ước tính thú vị về tốc độ thông tin trong suy nghĩ của con người, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng nó đặt ra nhiều câu hỏi hơn là đưa ra câu trả lời, mở ra cơ hội cho các nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.
“Đặc biệt, hệ thần kinh ngoại biên của chúng ta có khả năng hấp thụ thông tin từ môi trường với tốc độ cao hơn nhiều, vào khoảng gigabit/giây”, nhóm nghiên cứu viết. “Điều này định nghĩa một nghịch lý: khoảng cách lớn giữa lượng thông tin nhỏ bé mà hành vi của con người truyền tải và lượng thông tin đầu vào khổng lồ mà hành vi đó dựa trên. Tỷ lệ khổng lồ này—khoảng 100,000,000—phần lớn vẫn chưa được giải thích”.
Ảnh minh họa của Pixabay: https://www.pexels.com/photo/light-trails-on-highway-at-night-315938/
