Двойка изследователи от Калифорнийския технологичен институт правят опит да пресметнат скоростта на човешката мисъл. И числото, което получават, е малко смущаващите 10 бита информация в секунда.
Но първо…
… за какво става дума тук? Мислите ви могат (изненадващо бавно, оказва се) да предположат, че става дума за „битовете“ като компютърните. На компютърен език един бит може да има една от двете стойности, често представяни с двоична цифра – 1 или 0. Но това не съответства на количеството предавана информация, понякога наричана „шанън“ по името на Клод Шанън, който пък от своя страна е наричан „баща на теорията на информацията“.
„За да се разбере понятието за информация, от съществено значение е то да се разграничи от това за данни. Ето един пример. Имаме приятелка, която току-що е родила, и ѝ изпращаме съобщение, за да я попитаме за пола на новороденото. От наша гледна точка има еднакъв шанс то да е момче или момиче. Следователно нейният отговор ще ни изпрати точно 1 шанън. За да ни отговори, тя вероятно ще ни изпрати изречение, съставено от няколко знака, всеки от които е представен с няколко бита. Следователно ще получим няколко десетки бита данни за 1 шанън“, обяснява Винсент Грипон, доцент в Télécom Bretagne.
„Мозъкът ни е свикнал с този факт. Изчислено е, че сто милиона бита в секунда данни се предават от зрителната кора до дълбоките области на нашия неокортекс. По-голямата част от тези данни са напълно безполезни за нас и освен това носят много малко информация“.
Учените, изучаващи теорията на информацията, са се опитвали да определят количествено информацията на различни системи, включително колко информация се предава във всяка сричка на езика и колко информация има в цялата видима вселена. По този начин те се натъкват на малка загадка: Мозъците ни постоянно са бомбардирани със сензорни данни с невероятна скорост, която се изчислява на 109 бита в секунда, но въпреки това съзнателните ни мисли обработват информацията с много по-бавна скорост.
Както може да се очаква, човешката мисъл е трудна за количествено определяне. Опитвайки се да направят това, авторите на ново проучване разглеждат задачите, изпълнявани от хората, и количеството информация, което се обработва по време на тях. Една от тях е задача за ръчно набиране на текст.
„Един добър машинописец може да набере до 120 думи в минута. Ако всяка дума се приема за 5 знака, тази скорост на писане съответства на 10 натискания на клавиши в секунда. Колко бита информация представлява това? Колебаехме се дали да не преброим клавишите на клавиатурата и да вземем логаритъма на това число, за да получим ентропията на един символ, но това вече би било излишно задълбаване.“ – пише екипът в своята статия.
„Английският език съдържа подредени вътрешни структури, които правят потока от символи силно предсказуем. Всъщност ентропията на английския език е само ∼ 1 бит на символ. Експертните машинописци разчитат на цялата тази излишност, за да пишат по-бързо: Ако бъдат принудени да напишат случайна последователност от символи, скоростта им рязко би спаднала.“
Въз основа на това те успяват да изчислят, че скоростта на мисълта, с която работи машинописецът, когато въвежда случайна последователност от символи, е около… 10 бита в секунда. Разглеждайки други задачи – от игра на Тетрис до решаване на кубчето на Рубикс в контролирани условия и слушане на английски език – екипът преценява, че повечето от тези задачи се изпълняват с подобна, изненадващо ниска скорост.
„Това е изключително ниско число“, казва Маркус Майстер, съавтор на статията. „Всеки миг ние извличаме само 10 бита от трилионите, които нашите сетива приемат, и ги използваме, за да възприемаме света около нас и да вземаме решения. Това поражда парадокс: какво прави мозъкът, за да филтрира цялата тази информация?“
Докато мозъкът ни се справя с лавината от сетивни данни, съзнателните ни мисли изглежда работят с много по-бавна скорост. Екипът отбелязва, че това би могло да има значение например за създаването на мозъчно-компютърни интерфейси. Макар че един ден може ид а се появят мозъчно-компютърни интерфейси, които да ускорят човешката мозъчна дейност, може да се окаже, че сме ограничени от скоростта на собствената си способност за познание.
В по-общ план това повдига редица въпроси, като например защо нервната ни система може да обработва хиляди елементи паралелно, докато съзнателната ни мисъл се движи с толкова бавни темпове.
„Как хората могат да се справят само с 10 бита/сек? Интуитивният отговор тук е, че познанието с такава ниска скорост е достатъчно за оцеляването“, пише екипът. „По-точно, нашите предци са избрали екологична ниша, в която светът е достатъчно бавен, за да направи оцеляването възможно. Всъщност 10-те бита/сек са необходими само в най-лошите ситуации, а през по-голямата част от времето околната ни среда се променя с много по-бавни темпове.“
Макар и да е интересна оценка на скоростта на информацията в човешката мисъл, екипът подчертава, че тя повдига повече въпроси, отколкото дава отговори, предлагайки възможност за по-нататъшни изследвания в бъдеще.
„По-специално, нашата периферна нервна система е способна да поглъща информация от околната среда с много по-висока скорост, от порядъка на гигабити/сек“, пише екипът. „Това определя един парадокс: огромната пропаст между миниатюрната информационна пропускливост на човешкото поведение и огромните информационни входове, на които се основава поведението. Това огромно съотношение – около 100 000 000 – остава до голяма степен необяснено.“