สมองมนุษย์ กับ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ อันไหนชนะ
สมองมนุษย์กับซูเปอร์คสมองมนุษย์กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ อันไหนชนะ
เมื่อเราพูดถึงคอมพิวเตอร์ เราหมายถึงเครื่องจักรที่ออกแบบมาอย่างพิถีพิถันซึ่งอิงจากตรรกะ การทำซ้ำ การคาดเดาได้ และคณิตศาสตร์ ในทางกลับกัน สมองของมนุษย์เป็นเซลล์ประสาทที่ยุ่งเหยิงและดูเหมือนสุ่มซึ่งไม่ได้ทำงานในลักษณะที่คาดเดาได้
คุณเคยพยายามที่จะจับคู่ปัญญาของคุณกับคอมพิวเตอร์หรือไม่? บางทีคุณอาจลองเล่นเกมหมากรุกหรือวิ่งเพื่อคำนวณก่อนที่แล็ปท็อปของคุณจะสามารถคายคำตอบที่ถูกต้องออกมาได้
คุณอาจแพ้เกมหมากรุก และคอมพิวเตอร์เอาชนะคุณในการแข่งขันคณิตศาสตร์อย่างแน่นอน หากคุณใช้ความสามารถของสมองมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ตามมูลค่า ดูเหมือนว่าคอมพิวเตอร์จะเร็วกว่าและฉลาดกว่า แต่ที่จริงแล้ว ยังมีเรื่องราวอีกมากมาย
หากคุณเคยถามคำถามเดิมเมื่อสองสามทศวรรษที่แล้ว ก็ไม่มีคำถามใดๆ เลย… สมองของมนุษย์สามารถหมุนรอบคอมพิวเตอร์ได้ แต่นั่นยังคงเป็นเรื่องจริงหรือไม่? เทคโนโลยีเริ่มไล่ตามอวัยวะที่โดดเด่นและน่าเกรงขามที่สุดในร่างกายมนุษย์แล้วหรือยัง?
เล่นทำไมเราถึงเต้นไปกับดนตรี?
วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์
ตั้งแต่กำเนิดคอมพิวเตอร์เครื่องแรก มีการเปรียบเทียบโดยตรงระหว่าง “เครื่องคำนวณ” เหล่านี้กับสมองของมนุษย์ วลีทั่วไปที่แพร่หลายมานานหลายทศวรรษ โดยส่งเสริมแนวคิดเรื่อง “สมองกับคอมพิวเตอร์” คือ “สมองเป็นแบบแอนะล็อก คอมพิวเตอร์คือดิจิทัล”
สิ่งนี้ทำให้ดูเหมือนว่าคอมพิวเตอร์จะเหนือกว่า แต่ความจริงก็คือสมองของมนุษย์มีความก้าวหน้าและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก และมีพลังการประมวลผลที่ดิบกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่น่าประทับใจที่สุดเท่าที่เคยสร้างมาshutterstock_93954913ในขณะที่เขียนบทความนี้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกคือTianhe-2ในกวางโจว ประเทศจีน และมีความเร็วในการประมวลผลสูงสุด 54.902 petaFLOPS petaFLOP คือการคำนวณจุดลอยตัวสี่พันล้าน (หนึ่งพันล้านล้าน) ต่อวินาที นั่นเป็นการคำนวณจำนวนมาก แต่ก็ไม่ได้ใกล้เคียงกับความเร็วในการประมวลผลของสมองมนุษย์ด้วยซ้ำ ในทางตรงกันข้าม สมองอันน่าอัศจรรย์ของเราทำงานตามลำดับที่สูงขึ้น แม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณได้อย่างแม่นยำ แต่ก็มีการสันนิษฐานว่าสมองของมนุษย์ดำเนินการt 1 exaFLOP ซึ่งเทียบเท่ากับการคำนวณพันล้านครั้งต่อวินาที
ในปี 2014 นักวิจัยที่ฉลาดบางคนในญี่ปุ่นพยายามจับคู่พลังการประมวลผลในหนึ่งวินาทีจากหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของสมอง นั่นฟังดูไม่มากนัก แต่ K Computer ที่เร็วเป็นอันดับสี่ของโลกใช้เวลา 40 นาทีในการคำนวณกิจกรรมของสมองเพียงวินาทีเดียว!
สมองแตกต่างจากคอมพิวเตอร์มาก
เมื่อเราพูดถึงคอมพิวเตอร์ เราหมายถึงเครื่องจักรที่ออกแบบอย่างพิถีพิถันโดยอิงจากตรรกะ การทำซ้ำ การคาดเดาได้ และคณิตศาสตร์ ในอีกทางหนึ่ง สมองของมนุษย์สับสน ดูเหมือนสุ่มสุ่มของเซลล์ประสาทที่มีพฤติกรรมคาดเดาไม่ได้
ชีววิทยาเป็นสิ่งที่สวยงาม และชีวิตเองก็ฉลาดกว่าคอมพิวเตอร์มาก ดังนั้น สมองจึงเป็นทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ พื้นที่ที่เชื่อมต่อถึงกันเดียวกัน ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเซลล์ ประสาทหลายพันล้านเซลล์และอาจมีเซลล์เกลียหลายล้านเซลล์ สามารถรับรู้ ตีความ จัดเก็บ วิเคราะห์ และแจกจ่ายไปพร้อม ๆ กัน
ตามคำจำกัดความและโครงสร้างพื้นฐาน คอมพิวเตอร์มีบางส่วนสำหรับการประมวลผลและส่วนอื่นๆ สำหรับหน่วยความจำ สมองไม่ได้แยกส่วนนี้ออก ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพมหาศาล
การคำนวณและกระบวนการแบบเดียวกับที่คอมพิวเตอร์อาจใช้ขั้นตอนไม่กี่ล้านขั้นตอนสามารถทำได้ผ่านการส่งสัญญาณของเซลล์ประสาทไม่กี่ร้อยตัว ซึ่งต้องการพลังงานน้อยกว่ามากและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก ปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการคำนวณโดยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกก็เพียงพอแล้วสำหรับการจ่ายพลังงานให้กับอาคาร สมองของมนุษย์จะได้รับความเร็วในการประมวลผลเท่าเดิมจากพลังงานเท่าที่จำเป็นในการชาร์จไฟหลอดไฟหรี่แสง
กระบวนการทางชีวภาพใช้เวลาหลายพันล้านปีในการพัฒนาอวัยวะที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพซึ่งล้ำหน้ากว่าเทคโนโลยี และเราเริ่มบรรลุ “ขีดจำกัด” เทียมเหล่านี้แล้ว
นอกเหนือจากข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในพลังการประมวลผลดิบ สิ่งหนึ่งที่ทำให้สมองแตกต่างอย่างแท้จริงคือความยืดหยุ่นที่แสดงออกมา โดยพื้นฐานแล้ว สมองของมนุษย์สามารถร้อยสายไฟใหม่ได้ ซึ่งเป็นที่รู้จักอย่างเป็นทางการว่า เซลล์ประสาทสามารถแยกและเชื่อมต่อกับเซลล์อื่นได้ หรือแม้แต่เปลี่ยนคุณสมบัติพื้นฐานของเซลล์ประสาท ซึ่งคอมพิวเตอร์ที่สร้างมาอย่างดีไม่สามารถทำได้
เราเห็นการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งนี้ในการทำงานของสมองที่หลากหลาย เช่น การก่อตัวของหน่วยความจำ การได้มาซึ่งความรู้ การพัฒนาทางกายภาพ และแม้กระทั่งการกู้คืนจากความเสียหายของสมอง เมื่อสมองระบุวิธีการคำนวณและทำงานที่มีประสิทธิภาพหรือประสิทธิผลมากขึ้น สมองสามารถปรับเปลี่ยนและเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางกายภาพและเซลล์ประสาทได้ ดังนั้นคำว่า ” พลาสติก ” จนกว่าเราจะบรรลุ ปัญญาประดิษฐ์ที่แท้จริง(ซึ่งในทางทฤษฎีแล้ว คอมพิวเตอร์ควรจะสามารถเชื่อมต่อใหม่ได้ด้วยตนเอง) การเปลี่ยนแปลงทางประสาทจะทำให้สมองของมนุษย์นำหน้าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ “คงที่” อย่างน้อยหนึ่งก้าว
อนาคตจะเป็นอย่างไร?
หากมีสิ่งหนึ่งเกี่ยวกับมนุษย์ พวกเขาไม่ชอบให้ใครมาบอกว่าเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น ตอนนี้เมื่อเรามีเป้าหมายที่ชัดเจนซึ่งแทบจะมองไม่เห็น (คอมพิวเตอร์ที่ทำงานในระดับ exaFLOP) เราจึงเริ่มให้ความสนใจมากขึ้น (และใช้เงินมากขึ้น) เพื่อบรรลุเป้าหมายนั้น
ตัวอย่างเช่นโครงการ Human Brainมีเป้าหมายสูงสุดในการเข้าถึงการประมวลผลแบบ exascale (การคำนวณด้วยพลังการประมวลผลและความเร็วเดียวกันกับสมองของมนุษย์ นั่นก็คือสมองเทียมนั่นเอง) โครงการ Human Brain เปิดตัวในปี 2556 ได้จัดหาเงินจำนวนหลายพันล้านยูโรสำหรับโครงการนี้ ซึ่งอาจมีการแตกสาขาที่สำคัญอย่างมหาศาลในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดที่สร้างขึ้นมาจนถึงตอนนี้ (เหมือนที่เห็นด้านบน) ยังไม่ทะลุ 50 petaflop mark ซึ่งยังช้ากว่าความเร็วในการประมวลผลของสมองมนุษย์ถึง 20 เท่า ไม่ต้องพูดถึง…มันใหญ่มาก! ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าExascale Computingอาจเป็นไปได้ภายในปี 2020 แต่ Intel ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทเทคโนโลยีที่ใหญ่ที่สุดในโลก อวดว่าพวกเขาจะบรรลุความสามารถดังกล่าวภายในปี 2018 โดยการสร้างแบบจำลองสมองเทียมที่ถูกต้องตามกฎหมาย เราจะสำรวจการจำลองแบบเรียลไทม์ของ กิจกรรมสมองของมนุษย์ – ความก้าวหน้า
นอกจากนี้ ความสนใจหลักของทุกสิ่งตั้งแต่วิศวกรรมและการวิจัยขั้นพื้นฐาน ไปจนถึงหน่วยงานความมั่นคงแห่งชาติและยักษ์ใหญ่ด้านโทรคมนาคมต่างก็กระตือรือร้นที่จะได้เห็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในระดับที่ฝันถึงนี้
อย่างไรก็ตาม ดังที่เราได้อธิบายไว้ข้างต้น มีปัญหาร้ายแรงบางประการในการบรรลุความซับซ้อนทางเทคนิคในระดับนี้ กล่าวคือ พลังงาน ความจำ และข้อจำกัดทางกายภาพ แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าครั้งใหม่ใน ทรานซิสเตอร์แบบ กราฟีนและความสามารถที่ซับซ้อนของคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่สมองประดิษฐ์ล้วนๆ ก็ดูเหมือนของจริงจะเข้าถึงไม่ได้ในตอนนี้
แผงลอยล่าสุดในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่ที่ด้านบนของ “รายการที่เร็วที่สุด” ทำให้บางคนตั้งคำถามถึงความเป็นไปได้ ถึงกระนั้น ความก้าวหน้าใหม่ๆ เหล่านี้อาจใช้ได้ผลในทางหลัก ซึ่งจะทำให้เรากลายเป็นคนรุ่นใหม่ หากเกิดเหตุการณ์นั้นขึ้นและเมื่อใด คำตอบของ “ใครจะชนะ สมองมนุษย์หรือซูเปอร์คอมพิวเตอร์” อาจแตกต่างกัน!