和超级计算机相比，人类的大脑很弱吗

（文章来源：网络整理）

纵观人类的发展史，电子计算机（也称电脑）绝对是一个划时代的产物，凭借着强大、精准的计算能力，电子计算机一举将人类从繁复、枯燥的工作中解脱出来，使科现代科技的发展进程得到了极大的提升。时至今日，大到探索宇宙，小到我们的衣食住行，人类社会的各个领域已经和电子计算机密不可分。

电子计算机的计算能力有多厉害？可以这么说，随便拿一台现在的普通电脑，它的计算速度都是以每秒种多少亿次来计算的。看到这里，也许有人会奇怪电脑这么强的计算能力，到底用到了什么地方了？这里举个例子来说明。

就拿我们平常爱玩的电脑游戏来讲，我们在电脑屏幕上看到的游戏画面，其实是由很多极小的点组成，这些点就被称之为像素。电脑屏幕上每一个固定的游戏画面，叫做一帧，通常每一帧都是由上百万个像素组成。我们之所以看到游戏画面是动态的，就是电脑在一帧一帧的播放这些画面，这个道理和以前的动画片一样。一般来讲，电脑需要每秒钟播放至少30帧，我们才可以看到流畅的画面。

我们可以看到，当我们在玩电脑游戏的时候，电脑在每一秒钟都需要处理数量以千万计的像素，除此之外电脑在处理图像的同时，还要处理其他的很多数据，比如声音、游戏里的逻辑运算以及与操作系统的协调等等。如此庞大的计算量，也只有现代的电子计算机能够胜任。

而将电脑的计算能力用于单纯的计算，那就显得很恐怖了，比如说一些科研领域需要的复杂计算，如果用人工计算的话，可能需要几年甚至几十年，但是对于电脑来说，也就是分分钟的事。注意，以上所讲的只是普通的电脑，而超级计算机的运算速度是普通电脑的上百万倍！根据相关资料，目前世界上最强的超级计算机“顶点”，它由4608台顶级电脑服务器组成，其浮点运算速度高达每秒钟20亿亿次！

而在日常生活中，我们的大脑要进行一些简单的加减乘除都考虑半天，如果数字多了，或者是数字的位数多了，我们还很容易出错。不要说和超级计算机相比，就算是比超级计算机弱百万倍的普通的电脑，我们的大脑也无法与之相比。这似乎说明了，我们的大脑比超级计算机要弱很多，但是事实真的是这样吗？我们接着再来讲。

先看看我们的大脑的结构，大脑由大约1000亿个脑细胞组成，每一个脑细胞大概有几百条脑神经，每一条脑神经上又有几百个突触，而每一个突触上面，又有几百上千个可以用来交换信息的蛋白质。如果以每一个突触与一个电脑的晶体管相比的话，我们的电脑至少集成了几千亿的晶体管，而目前高档的电脑CPU（中央处理器），也仅仅是集成了几十亿的晶体管。

再来看看计算速度，根据研究，人脑的所有突触上的蛋白质都可以同时运动，这也就意味着我们的大脑是一套并行计算系统。因为突触上的蛋白质之间平均距离仅有几纳米，所以在这个距离上，生物电可以在一秒钟之内运行几千亿次之多。因此，理论上来讲，我们大脑的计算速度至少为每秒钟 1 x 10^27 次，直观一点，是每秒钟 1，000，000，000，000，000，000，000，000，000 次！

怎么样，被我们的大脑震撼了吧？然而这还没完！我们知道，电脑的电路状态只有“开”和“关”这两种状态，也就是说目前的电脑其实只认识 0 和 1 的，从本质上说，电脑就是通过对0 和 1 这两个数字的组合进行计算的，比如我们要电脑执行一条简单的指令，就必须把这和指令翻译成很多的 0 和 1组成的机器语言，才能得到电脑的执行，反之亦然。

电脑的这种特性，大大的降低了电脑计算的效率，而我们大脑里的“电路状态”就不一样了，组成蛋白质的氨基酸，会在大脑里形成很多种状态，这无疑使我们的大脑的计算效率有了本质上的不同。美国加州大学的物理学家马修.菲舍尔（Matthew Fisher），曾在他发表在《物理学年鉴》的论文中指出，我们的大脑其本质就是一台非常强大的量子计算机。

量子计算机机有多强，大家肯定是知道的，虽然我们的科学家们在这方面做了很多的努力，但是到现在为止，并没有任何真正意义上的量子计算机问世。事实上，很多科学家都估计，当人类制造出量子计算机后，人类的文明必将出现一个飞跃。
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