سرعت «فکر» انسان چقدر است؟

عصر ایران: گروهی از محققان در کال‌تِک (Caltech) تلاش کرده‌اند کمیت سرعت تفکر انسان را تعیین کنند و آن را حدود ۱۰ بیت اطلاعات در ثانیه تخمین زده‌اند. برای درک این موضوع، تخمین کندترین میانگین سرعت دانلود در ایالات متحده در سال ۲۰۲۴، نود و سه (۹۳) مگابیت در ثانیه (Mbps) بود، اگرچه میزان اطلاعات منتقل‌شده کمتر بوده است.

اول از همه، اینجا در مورد چه چیزی صحبت می‌کنیم؟ شاید فکر کنید ما در مورد «بیت‌هایی» صحبت می‌کنیم که در محاسبات روزمره می‌بینیم. از نظر محاسباتی، یک بیت (bit) می‌تواند یکی از دو مقدار را داشته باشد که معمولاً با رقم باینری، یک یا صفر نمایش داده می‌شود. اما این با مقدار اطلاعات منتقل‌شده مطابقت ندارد که گاهی از آن به عنوان «شانون» یاد می‌شود.

وینسنت گریپون، دانشیار تلکام برتانیا، توضیح می‌دهد: «برای درک مفهوم اطلاعات، ضروریست آن را از داده‌ها متمایز کنیم. بیایید مثالی بزنیم. من دوستی دارم که به تازگی زایمان کرده است. برای او پیامکی می‌فرستم تا جنسیت نوزاد را از او بپرسم. بنا به تصور من، احتمال پسر یا دختر بودن مساوی است، بنابراین پاسخ او دقیقاً یک شانون (انتخابی بین دو احتمال یکسان) برای من ارسال می‌کند. او احتمالاً برای پاسخ دادن به من، یک جمله متشکل از چندین کاراکتر ارسال می‌کند که هر کدام با چندین بیت نمایش داده می‌شوند. بنابراین من چندین بیت داده برای یک شانون تک دریافت خواهم کرد.»

«مغز ما به این واقعیت عادت کرده است. تخمین زده می‌شود که صد میلیون بیت در ثانیه داده از قشر بینایی به نواحی عمیق نئوکورتکس ما منتقل می‌شوند. بیشتر این داده‌ها برای ما کاملاً بی‌فایده هستند و گذشته از این، حاوی مقدار بسیار کمی داده هستند.»

دانشمندانی که تئوری اطلاعات را مطالعه می‌کنند، سعی کرده‌اند کمیت اطلاعات سیستم‌های مختلف را تعیین کنند، از جمله اینکه چه مقدار اطلاعات در هر هجای زبان منتقل می‌شود و چه مقدار اطلاعات در کل جهان مرئی وجود دارد. آن‌ها با انجام این کار، به یک معما برخورد کردند: مغز ما مدام با داده‌های حسی با سرعتی باورنکردنی بمباران می‌شود که تخمین زده می‌شود ۱۰۹ بیت در ثانیه باشد و با این حال، افکار خودآگاه ما، اطلاعات را با سرعت بسیار کمتری پردازش می‌کند.

همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، بررسی کمّی تفکر انسان دشوار است. نویسندگان یک مطالعه جدید در تلاش برای انجام این کار، به بررسی وظایف انجام‌شده توسط انسان و میزان اطلاعات پردازش‌شده در طول آن پرداختند. برای نمونه، آن‌ها به کار تایپ دستی یک دست‌نوشته نگاه کردند.

«یک تایپیست ماهر ۱۲۰ کلمه در دقیقه تایپ می‌کند. اگر هر کلمه ۵ کاراکتر در نظر گرفته شود، این سرعت تایپ معادل ۱۰ ضربه کلید در ثانیه است. به نظر شما این سرعت، چند بیت اطلاعات در خود دارد؟ ممکن است کسی وسوسه شود کلیدهای صفحه کلید را بشمارد و برای بدست آوردن آنتروپی هر کاراکتر لگاریتمی فرض کند، اما این روش، گزاف‌سنجی است. فرض کنید پس از خواندن ابتدای این پاراگراف از شما بپرسند کاراکتر بعدی چه خواهد بود…»

«زبان انگلیسی شامل ساختارهای داخلی منظمی است که جریان کاراکترها را بسیار قابل پیش‌بینی می‌کند. در واقع، آنتروپی زبان انگلیسی فقط ۱ بیت در هر کاراکتر است. تایپیست‌های متخصص بر این همه فراوانی تکیه می‌کنند: اگر مجبور شوند یک دنباله تصادفی از کاراکترها را تایپ کنند، سرعت آن‌ها به شدت کاهش می‌یابد.»

از این رو، آن‌ها توانستند تخمین بزنند سرعت تفکر تایپیست هنگام تایپ یک دنباله کاراکتر تصادفی، حدود ۱۰ بیت در ثانیه است. با نگاه به کارهای دیگر، از بازی تتریس گرفته تا حل کردن مکعب‌های روبیک در شرایط کنترل‌شده و گوش دادن به زبان انگلیسی، تیم تخمین زد بیشتر این کارها با سرعت مشابه و به طور شگفت‌انگیزی آهسته انجام می‌شوند.

مارکوس مایستر، از نویسندگان مقاله جدید، گفته: «این عدد بسیار کمی است. هر لحظه، ما فقط ۱۰ بیت از یک تریلیون داده حسی که دریافت می‌کنیم را استخراج می‌کنیم و از آن ۱۰ بیت برای درک دنیای اطراف و تصمیم‌گیری استفاده می‌کنیم. این یک پارادوکس است: مغز برای فیلتر کردن این همه اطلاعات چه می‌کند؟»

در حالی که مغز ما با انبوهی از داده‌های حسی سروکار دارد، به نظر می‌رسد افکار آگاهانه ما با سرعت بسیار کمتری کار می‌کنند. این تیم معتقد است این موضوع می‌تواند پیامدهایی داشته باشد، برای نمونه، در زمینه ایجاد رابط‌های مغزی‌کامپیوتری. در حالی که ما (منظورمان از ما دوستان حوزه‌ی فناوری است) ممکن است رویای ایجاد رابط‌های مغز و کامپیوتر برای افزایش سرعت نیروی مغزی انسان را در سر داشته باشیم، ممکن است معلوم شود ما با سرعت شناخت خودمان محدود شده‌ایم، مانند تلاش برای اتصال به اینترنت فیبر نوری از طریق یک Game Boy؛ محدودیت‌های سخت‌افزاری مار را در این زمینه محدود می‌کنند.

به طور کلی‌تر، پرسش‌هایی درباره شناخت انسان ایجاد می‌شود، مانند اینکه چرا سیستم عصبی ما می‌تواند هزاران مورد را به طور موازی پردازش کند، اما تفکر آگاهانه ما با سرعتی آهسته پیش می‌رود.

«چگونه انسان‌ها تنها با ۱۰ بیت در ثانیه جان سالم به در می‌برند؟ پاسخ اینست که شناختی با چنین سرعت پایینی برای بقا کافی است. دقیق‌تر بگوییم، اجداد ما یک جایگاه اکولوژیکی انتخاب کردند که در آن، جهان به قدر کافی کند است که بقاء را ممکن کند. در واقع، ۱۰ بیت بر ثانیه فقط در بدترین شرایط مورد نیاز است و بیشتر اوقات محیط ما با سرعت بسیار آرامتری تغییر می‌کند.»

در حالی که این تخمین از سرعت اطلاعات در تفکر انسان جالب است، این تیم تاکید می‌کند که بیش از پاسخ، پرسش‌های بیشتری مطرح شده که راه را برای تحقیقات بیشتر در آینده باز میکند.