如果我們仔細查看一下人口數的變化,就會發現人口數在18世紀開始發生了指數級增長,這其實是因為第一次工業革命導緻的;緊接着我們還會發現19世紀,再一次發生人口指數級的增長,而且比之前更加劇烈,這一次其實是第二次工業革命導緻的。
第一次工業革命其實得利于牛頓力學和熱力學的發展。而第二次工業革命則是得利于電磁學的發展。如今家家戶戶都在使用電,而且往往越發達的地方,如果我們從天上往下看,就越會發現夜晚是燈火通明的。這是因為從第二次工業革命開始,人類進入了電氣時代,開始使用了電腦。
人類用電似乎是19世紀以後的事情,但實際上并非如此。人類其實自身就是一個帶電體,隻是這個電很微弱而已,而且人類的大腦就是依靠電力驅動的,也就是說,自從有人類出現,人類就開始使用電,隻是我們自己不知道而已。
那具體是咋回事呢?我們今天就聊一聊這個問題。
人類的大腦按照目前主流的科學理論,我們知道萬物都是演化而來的,這也就是進化論的觀點。演化其實是一個很慢的過程,都是以幾十萬,甚至是幾百萬年為單位在變化。如今我們知道,人類是由古猿演化而來的,但是在演化的過程中,我們很難去定義什麼時候是古猿,什麼時候是人類。
為了研究方便,科學家把腦容量達到600ml~650ml作為一個判斷是否是人類的标準,除了這個标準之外,還有直立行走。
而如今現代人類其實屬于智人,我們的腦容量大概在1400ml左右。也就是說,人類其實一直在朝着腦容量越來越大演化。當然,這裡要補充一點,生物并沒有能力自己選擇演化的方向,而是腦容量大的被自然選擇篩選出來了而已。那為什麼大腦會如此重要呢?
大腦如何工作的?實際上,我們每天能夠完成所有的工作,或者最基本的吃喝拉撒都需要依靠大腦來作為神經中樞發号指令。那大腦是如何完成工作的呢?
這裡就不得不提到神經元。神經元是大腦的一個基本單位。人類的大腦當中大概有860億個神經元,這麼多的神經元構成了一個神經網絡,我們的動作、反應都是依靠着神經元來傳遞信息。
那神經元是如何傳遞信息的呢?我們下來看一下一個神經元是什麼樣的。
從這張圖我們可以看到,神經元其實有兩個部分構成,一個是細胞體,一個是細胞突起。而細胞突起又是由三部分構成的,分别是樹突、軸突和髓鞘。
那信息是如何在實現傳遞的呢?
首先在一個神經元上面,信号的傳遞是通過電信号來傳遞,這個過程有電荷的轉移。所以,神經纖維上的信息傳遞其實是依靠電位差的,會有局部電流。
而神經元和神經元之間的傳遞這是通過神經遞質。在軸突末梢上的一些小分支,而被為突觸小體。這個突出小體可以和其他神經元的細胞體相接觸。
當神經纖維上的電信号傳遞過來時,需要将這個電信号傳遞給下一個神經元,這時候突觸小體就會釋放出神經遞質,把這個神經遞質傳遞到另一個神經元的細胞體上,這個時候另一個神經元得到神經遞質之後,又會轉化成電信号,在神經纖維上傳遞。
通過這樣就可以構成一個基本的控制單位,我們的一些列動作和反應其實都是依靠神經元的信息傳遞來實現的。
大腦很節能曾經有一部科幻電影叫做黑客帝國。在這個電影當中就有一個設定,當時人工智能戰勝了人類,但是人工智能需要用到電,于是就養了一群人,利用人體的生物電來給他們供電。但實際上這樣的供電方式是相當低效的,這是因為人體真的是一個低能耗的存在。
人類的大腦占據人體重量的2%,但卻消耗了人體總能量消耗的20%。如果計算下來,我們就會發現,一天耗能大概在1,600,000多焦耳,換算成功率就是20瓦左右。
而同樣是處理信息的電腦,CPU類似于人體大腦的功能,僅僅是CPU這個中央處理器,功率就不低,往低了算大概至少也要100瓦左右,一天耗能在8,000,000多焦耳,耗能至少是大腦的5倍以上。
所以,相比CPU,人類的大腦是相當節省能耗的。
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