人腦中「CPU」、「內存」、「硬碟」和計算機中的結構一樣么？

01-29

「想」是在「硬碟」中「搜索」？
「思考」是把「搜索」出來的信息放在「內存」中通過「CPU」處理？
處理結果會通過語言、肢體等等表達出來？

——我這樣說對么？
——你的「硬碟」就是你的閱歷。
——cpu和內存決定你聰明與否。
——觸類旁通、舉一反三就是指你的「CPU」在「硬碟」中搜索某個或者某幾個關鍵字所返回出的N條相關的信息？像google？百度？

這是個老問題。人腦是經過漫長時間演化的，充滿了未經優化的「缺陷」和祖先遺留的結構的，功能特異化的器官。而計算機，是經過人類設計的產物。

人腦中其實不存在馮·諾伊曼計算機結構的對應物。人腦的功能主要由神經元完成，神經元通過突觸鏈接，組成一個個有特定功能的功能區或模塊，同時各個功能區之間又通過連接組成功能網路。目前對於功能區和功能網路的研究歷史還不長，神經電生理能夠揭示的信息解析度高，但很難達到全腦的地步；而磁共振腦成像則困於解析度低。我們知道一些功能對應的腦區，如面孔識別可能位於梭狀回面孔區，注意涉及包含前部扣帶回、額下回、基底神經節等在內的神經網路，布羅卡區參加了語言加工等等。可以看到，這些能力本身就和計算機的通用計算能力不同。因此簡單的比較二者是困難的。

計算機隱喻，也就是將大腦想像成計算機，是認知心理學使用的一個思維方式。隨著對大腦研究的深入，這一隱喻逐步變得不重要了。諸如長時記憶、工作記憶等，確實有點像計算機的不同速度和容量的存儲機制，但這些功能的神經機制和具體的工作方式和計算機沒有關係。

大約二十世紀五十年代，現代計算機的出現讓當時的先驅者開始思考人腦是否有近似的結構。如馮·諾伊曼在《計算機與人腦》中就討論過一些問題。但是，他的切入點是將神經元和電子管比作基本的運算單元，比較二者的運算能力和體積。這些人其實很明白計算機和人腦結構上的巨大差異。計算機的最初設計並不是為了模擬人腦，而是完成計算，但是很快科學家就發現計算機有模擬人腦的可能。取向主要有兩種：1、重建神經元的功能和結構；2、在計算的輸出和輸入上和人腦一樣，就相當於完成了人腦完成的運算。前者的複雜度遠遠大於後者，近兩年藍腦計劃等項目僅僅將模擬複雜度提高到貓腦的地步。後者則不在乎人腦內部到底是什麼樣，討論的任務主要是一般認知任務，如西蒙和紐維爾最初的工作就是定理證明，而討論輸入和輸出，也會發現人腦和計算機的巨大差異。例如模式識別，人類的能力就和用演算法完成的識別差異很大，認證碼就是用這種差異來區分人和計算機的。

綜上所述：人腦的結構、功能、輸入和輸出都和計算機存在差異，不能夠用CPU、內存、硬碟來理解人腦。

現代計算機的結構是馮·諾依曼結構，並不是根據人腦的結構所設計的，而且現代的CPU等集成電路，也與人腦的結構沒有太多關係。儘管目前我們對人腦的機制所了解的還非常有限，但從現在所了解到的情況來看，與馮·諾依曼結構應該是沒啥關係。

現在的馮諾依曼體系計算機，工作原理和人腦唯一相似的地方就是都利用電能，用電流傳輸信號，其他都沒什麼相似的。計算機本質上就是一個圖靈機，除了按照程序作符號變換之外什麼都做不了，但是由於計算機輸入和輸出的符號被人賦予了意義，所以讓很多人產生了一種錯覺，好像計算機並不只是處理符號，而是「懂得」符號的意義，做著和人腦類似的事情。這種區別是根本性的，不是羅列一些簡單現象就足以說明的，但是通過一些具體的表象有助於幫助理解這種區別，所以下面講幾個具體方面。

首先，計算機只能運行程序，沒有程序就什麼都不能做，人腦不需要程序，天然就能工作，還能給計算機編程序。

其次，計算機不會自己啟動，只能由人啟動，不會自己去計算，只能由人設定計算任務，人腦不需要外力驅動，自主決定該做什麼。

再次，計算機指令是指令，數據是數據，指令不會變成數據，數據也不會變成指令，計算機從硬體上就去分取指周期和取數周期，人腦沒有指令和數據的分別，記憶、經驗、知識之間沒有明顯區別。

計算機有沒有可能達到類似人腦的能力呢？俺曾有一篇小文探討過這個問題，題目叫《消滅程序員需要百年嗎？》，全文鏈接 http://www.ituring.com.cn/article/details/346

文章雖然是探討計算機是否可以實現自我編程，但其實計算機自動編程和計算機具有類人智能是同一個問題。

完全不一樣。

1 人腦的記憶和運算單元是一體的，你無法明確分辨哪個部分是負責記憶的，哪個部分是負責推理，計算等等。計算機的每個功能單元是很分明的。

2 計算里存儲的信息非常固定，優點是快速準確。人腦里存儲的信息，是會隨著時間而遺忘的，但是這個好處就是遺忘也是一個自然篩選過程，把重要的，和周圍事物有聯繫的信息留下來。

3 人腦對外界事物的相應要高級得多，具有魯棒性。計算機遇到事先未定義過的東西，那就異常了。不過現在的機器學習技術，在一定程度上能識別新出現的事物。

人腦的神經元有140億個```

每個神經元有10000個突觸```

等同換成晶體管`就是有一百四十萬億個`

而即使是現在的酷睿2也只有三億不到的晶體管`

人腦就是一個感測網路，由無數台計算機組成的感測網路，而你的觸，聽，視，味，嗅就是輸入的信息，這些信息會觸發感測網路上的每個節點，這些節點有做存儲，有做分析，等功能，最後匯總輸出結果，而不只是單純的一個計算機