СКОЛЬКО БИТОВ В МОЗГУ?
Открытие феномена Пенфилда и известные науке случаи исключительной памяти, видимо, доказывают, что все впечатления, которые мы получаем, полностью сохраняются в нашей памяти. (Хотя сознание обычно имеет дело лишь с небольшой их частью.)
Какова же тогда информационная емкость запоминающего устройства мозга?
И поскольку сейчас нам потребуется терминология теории информации, придется совершить экскурс в самые начальные ее пределы.
В последние годы работу мозга все чаще сравнивают с работой электронно-вычислительных машин. О машинах таких вы знаете. Они играют в шашки, решают сложные шахматные и другие логические задачи. Чтобы решить задачу, нужно, как известно, уяснить себе ее условия. Поэтому, прежде чем ввести в машину эти условия, их кодируют, то есть переводят в условную, «понятную» машине форму - код. Чаще всего пользуются двоичным кодом, то есть при решении, например, логической задачи у машины два выбора: «верно - неверно», «да - нет».
Электронно-вычислительная машина в идеальном варианте состоит из колоссального числа двухпозиционных переключателей. Они соединены друг с другом в определенном порядке. И схему их соединения определяет тот тип задач, которые ей под силу. Двухпозиционный переключатель, как это и следует из названия, срабатывает только в двух направлениях. Или он, переработав определенным образом, пропускает электрический импульс к следующему переключателю (это равнозначно решению «верно», «да»), или не пропускает, если тот не «подходит» для него ( «неверно», «нет»). Не получивший визы на вход импульс бежит к другому переключателю и так в лабиринте схем отыскивает верный путь.
Значит, по существу, сложную логическую задачу машина разбивает на множество элементарных действий, при решении которых однозначного ответа «да» или «нет» достаточно, чтобы продолжить поиск решения в нужном направлении. Ведь и мы поступаем так же, решая сложную математическую задачу.
Полагают, что на подобном принципе основана и работа мозга. А роль двухпозиционных переключателей в нем играют нейроны. Одни сигналы, на которые настроены, они пропускают, другие «запирают» или пускают в обход, образуя новые логические цепи.
Ежесекундно мозг наш получает сверхогромную информацию о событиях, происходящих внутри и вне организма. Причем вся эта информация, какого бы рода она ни была, боль ли это в желудке или сообщение о запуске ракеты на Луну, передается в мозг в одной и той же форме: в виде электрических импульсов.
Мы уже знаем, как этот поток информации закодирован. Помните: «сила» и продолжительность каждого импульса одинаковы, а частота, с какой они пробегают по нерву, и число их в «залпе» разные. Значит, в каждую секунду нерв передает импульс или не передает, то есть, по существу, работает по двоичному коду: «есть импульс — нет импульса». Такой код дает возможность ввести в мозг чудовищное количество самой разнородной информации.
Объем информации, которую может «переработать» какое-нибудь счетное устройство, или, как говорят кибернетики, информационную емкость его, выражают в битах. Один бит равен количеству двоичных единиц, или двухпозиционных переключений (типа «да — нет») в секунду.
Так, если нервное волокно способно передать 100 импульсов в секунду, это значит, что в секунду оно передает 100 двоичных единиц информации (100 импульсов и 100 пауз). Пользуясь терминологией кибернетиков, мы сказали бы, что это нервное волокно способно передать 100 битов информации в секунду, или иначе: информационная емкость его равна 100 битам.
Вот теперь мы можем вернуться к вопросу, поставленному несколькими страницами раньше. Если мозг наш полностью сохраняет впечатления, какова же тогда информационная емкость его запоминающего устройства?
Джон фон Нейман в книге «Вычислительная машина и мозг» пишет, что она должна быть равна в таком случае 280 000 000 000 000 000 000 битов информации. Двумстам восьмидесяти квинтильонам! Для записи одного бита нужен один двухпозиционный переключатель. Роль переключателей в мозгу играют нейроны. Предполагая, что 10 миллиардов из них принимают участие в сохранении памяти, получим, что на каждый нейрон приходится объем информации, эквивалент¬ный приблизительно 30 миллиардам битов!
По мнению Вулдриджа, однако, вычисления эти сильно завышены. Наверное, далеко не все из того, что происходило с нами, запечатлевается в мозгу, считает он.
Несмотря на то, что пациенты Пенфилда очень отчетливо и реально видели себя в прошлом, вряд ли картины эти вос¬производились в их мозгу с фотографической точностью.
Пенфилд сам писал о таких больных: «Здесь отсутствуют ощущения, которых он не замечал, разговоры, к которым не прислушивался».
«Вероятно в памяти — говорит Вулдридж — регистрируется лишь небольшая доля переживаемых нами событий и даже в тех событиях, которые действительно помним, мы выделяем и фиксируем лишь ничтожную часть первоначальных сенсорных данных».
А вот косвенные доказательства правоты этой точки зрения. Обыкновенный тест на внимание. Вам показывают десятка два предметов, потом их убирают и просят назвать все, что вы только что видели. Человек средних способностей может сразу запомнить и описать не больше 5-10 предметов.
Ученые, имеющие дело с вычислительными машинами, называют эти предметы информационными объектами. Каждый такой объект заключает в себе приблизительно 15 битов информации. Стало быть, общая информация, с которой человек одновременно может иметь дело, 75—150 битов.
Такие же психологические опыты показали, что количество информации, которое мозг способен воспринять не бессознательно, а сохраняя хотя бы недолго в памяти, при самых оптимальных условиях равно 25 битам в секунду.
Производя дальнейшие расчеты с этой реальной величиной, регистрирующей работы мозга, получим, что нормальная, «битовая» емкость памяти должна равняться 50 миллиардам битов. А это соответствует 5 битам или двухпозиционным переключателям на нейрон.
Вместо 30 миллиардов у фон Неймана!
деревянные двери | промышленные пылесосы karcher | кладоискатель Ангарск
