人类终其一生在学习，但其实大脑只能存住4GB？

生活中，我们常听到一句激励之语，即“人类大脑有无限潜能”。但你真的认真想过这句话的合理和正确性吗？

从物理层面上看，人类大脑中存在近千亿个神经元，每个神经元又与其他神经元相连，形成了极为复杂的信息处理网络。即便如爱因斯坦般全人类公认的天造英才，其大脑的使用率也仅仅达到约10%而已。由此推断，以上表述毫无问题。

紧密相连的神经元

但同时大家似乎忽略了一件事情，如果将大脑比作精密运转的计算机，庞杂的信息网络就如同“接收器”“传感器”，只能驱动接收与感知信息的能力，却难以干预“CPU”和“内存卡”，也就是信息处理与储存的问题。那么如果计较起来，结果如何？

最近，一篇发表于《神经元》（Neuron）的观点性论文给出了一种答案。来自美国加州理工学院的研究人员经过计算提出了一个让人多少有些气馁的理论：即使人类从出生到去世不停地学习，最终积累的“知识存储”可能也只有区区4吉字节（GB），甚至比不过一枚随身携带的小小U盘。但这意味着人类没有自己想象中那样聪明吗？显然也不是。

“无限传感器配上单核处理器”

首先，我们必须了解，人类大脑是现代科技手段最难探索并解析清楚的器官，没有之一。因此，如果试图计算人类一生对信息的极限存储量，只能通过对几个物理量的模拟。其中起到关键性作用的就是大脑的信息处理速度。

对此，加州理工学院的研究团队选择以打字和说话这两种日常活动为例。英语中每个字符的“信息量”（熵）大约是1比特。如果一个打字员每分钟能打120个单词（平均每秒2个单词），而平均每个单词大约由5个字母组成，那么打字员的信息处理速度大约是每秒10比特。即便是信息速率更高的口头表达，按每分钟说160个单词计算，也不过是每秒约13比特，甚至即便是可以每分钟敲击千次按键的电竞职业选手，且再假设他处于比赛最激烈的时刻，信息处理速率也不过每秒16.7比特。

综上可以得出，人类思考速度的平均值大约维持在每秒10比特的尺度。这样便可顺势算出：即便一个人每天24小时不间断地学习，完全不会遗忘任何记忆，还能这样活到100岁，那么他最终储存的知识也不足4GB。

大脑存储

然而有人质疑，10比特平均值的科学含量，因其非常反直觉。毕竟，人类一直标榜自己思考速度飞快。尤其在当今信息爆炸的社会背景下，不少人号称自己“二倍速追剧都嫌慢”；又或是当看到网盘下载速度停留在每秒几千比特（Kbps）时，大概就会气得想把电脑直接砸掉……这样一对照，显得人类如此“双标”，这合理吗？

意外的是，也很合理。虽然人类大脑的信息处理和存储能力多少有些辜负期待，但奇妙之处在于，我们的周围神经系统每天从环境中获取信息的速率极快，可达到每秒吉比特（Gbps）。打个比方，视觉系统中单个视锥细胞能以每秒270比特的速度传输信息，而仅一只眼睛就拥有约600万个视锥细胞。也就是说，光是双眼视觉系统接收信息的速度就高达每秒3.2吉比特。如此一来，人类接收信息的速度与处理信息的速度之间的差距被拉到了惊人的108:1。

“强大的传感器配上单核处理器”，或许还真就是人类大脑的宿命……

中枢神经为什么选择“慢工出细活”

随之，一个更大的谜团浮出水面：人类凭借单核处理器还能从漫长的演化过程中脱颖而出、制霸物种？研究人员指出，的确是，因为这样的速度已经能够满足生存需求了。毕竟，人类所面对的环境大多变化相对较缓，而这一“缓慢”的处理能力已经远远超出了应对这些变化的基本需求。

必须为大脑的中枢神经系统正名的一点是，人家是真正的“慢工出细活”。总体来说，人类的神经系统大概分为两种对待信息的方式，一是并行处理、二是串行处理，可参照电路的并联及串联来理解。那么差异也显而易见，即前者同时工作，后者只能忙完了一个再忙一个。

“串联”与“并联”

推及身体，我们的周围神经系统正是依赖并行方式来接收信息的。例如，视网膜每秒会产生100万个输出信号，每一个信号都是视网膜神经元对视觉图像局部计算的结果，这些信号随后会被传输到初级视觉皮层加工处理。但是，中枢神经系统在处理信息时采用的却是串行方式，当多个任务同时出现时，中枢神经系统会经历所谓的“心理不应期”（psychological refractory period），只将注意力集中在其中一个任务上。这种机制解释了为何在嘈杂的环境中，人类仍能专注于特定的对话。

另外，人类大脑只会从感官体验中选择性地处理一小部分信息，只有这些经过筛选的信息才会进入我们的意识并转化为记忆。研究人员认为，之所以大脑以如此缓慢的速度处理数据，却需要如此庞大的神经元网络，是因为我们需要频繁切换任务，并在不同神经回路间整合信息。例如，开车需要在看路、看仪表盘、观察后视镜和查看导航的任务之间快速切换，而不同任务涉及不同的信息处理模式。

那么，为什么人类会演化出这种串行处理的机制？科学家认为，这与演化过程早期的神经系统功能有关。那些最早拥有神经系统的生物，其大脑的核心功能是检测气味分子的浓度梯度，以判断运动方向，从而靠近食物或避开捕食者。由于生物一次只能处在一个位置、选择一条路径，因此这种只解决单一问题的架构逐渐演化为了今天的中枢神经系统基础。

其实如果观察“最强大脑”拥有者们的记忆秘诀，也能发现类似机制，它就像福尔摩斯的“记忆宫殿”：总是习惯借助一个熟悉的场景，将需要的信息化作碎片放置在沿途各处；而需要调取回忆时，则会想象自己再次走过这个场景，依次提取碎片。研究人员也由此提出，人类的思维实际上可以被看作是在抽象概念空间中进行导航的一种形式。

《神探夏洛克》中出现的“记忆宫殿法”

最后，科学家还在文章中“调皮”地对人类在生活中“寻求刺激”的行为作出解读，即“正因为人类处理信息的速度相较于自然环境的缓慢变化仍有大量冗余，许多人才会选择高速运动和快节奏的电子游戏来挑战大脑的处理极限，获取快感”。

但同时，他们也一句话点出了对身染网瘾不能自拔，甚至开始疏离现实世界的群体而言有些残酷的真相：在电子游戏的人机对战中，机器并没有人类的处理速率限制。也就是说，如果不对机器的操作速度进行限制，人类根本不可能与其匹敌。

因此，如果你挣扎在与电脑较量的漩涡之中不能自拔，请记住，你只是在挑战一个基本不可能战胜也根本没必要战胜的敌人。那么，与其追求速度极限，不如专注利用起身边便于高效理解的有效信息，重新走入现实。