關(guān)于作者
一個畢業(yè)于北京大學數(shù)學力學系，在中國科學院計算所、計算中心和網(wǎng)絡中心工作過，在澳大利亞科工組織DMS、香港浸會學院數(shù)學系和中國21世紀議程管理中心等處工作過，多次獲國家和中科院科技獎并享受政府特殊津貼的退休老頭?，F(xiàn)在在【中國科普博覽】網(wǎng)“科學新語林”欄目里開設一個《數(shù)學與計算機》的個人專欄，愿和愛好數(shù)學與計算機的各界網(wǎng)友和青少年朋友，談談對數(shù)學與計算機的看法、想法。
人腦和電腦功能之差距
張建中
2011年12月21日
人們把計算機稱之為電腦，是因為人們認為計算機能做的事情與我們的大腦相近。許多人認為，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，在不遠的將來電腦就能達到人腦的水平；也有人認為計算機永遠也達不到人腦的水平。為了解釋這個問題，我們首先要了解電腦與人腦各有哪些功能，目前有哪些差別，然后再看電腦如何靠近人腦。
電腦最基本功能是對從外部輸入或接收的信息和指令作出反應。按功能可分為三種類型：一是工具型，包括計算、信息處理、預測、自動控制、辦公、管理、通訊、教育和娛樂等；二是智能型，具有模糊識別、學習提高、自動糾錯、分析和歸納推理能力等，即適應環(huán)境和自我優(yōu)化能力；三是情感型，輸入模仿人的感覺方式，輸出模仿人的反應情緒。
電腦的工具功能目前已經(jīng)達到了非常高的水平，一臺普通微機的計算能力超出全世界所有人加在一起的計算能力也絕不是神話。在這一點上，人腦只能自愧不如。我們可以讓電腦實現(xiàn)所有人的特定物理感覺方式，包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺，而且識別范圍和精度大大超過人的能力。它的這方面能力主要依賴硬件和軟件的進步及配置。
目前電腦開始向智能型方向發(fā)展。盡管電腦在某些地方顯得比人聰明或腦子快一些，但電腦在智能化方面的進展，還遠遠比不上其硬件的進步速度。
情感型電腦對硬件和軟件都有極為特殊的要求，這方面的進展僅僅是初步的。
由于電腦在智能和情感方面不如人腦，那么電腦只好在這兩個方面向人腦方向靠攏。另外，人腦還有電腦不具備的生理和社會性兩項功能。生理功能是大腦維持身體器官和組織的正常狀態(tài)的代謝過程；社會性功能是指人際關(guān)系的作用。人的思維和行為與社會環(huán)境或他人的態(tài)度有很大的關(guān)系。社會性是人的最重要屬性，電腦模擬人腦是決不能忽略的。
人腦的結(jié)構(gòu)和工作機理至今仍未被人類搞清楚，這至少說明人腦是極其復雜的。電腦的最基本構(gòu)成是處理器、內(nèi)存和總線結(jié)構(gòu)，這些決定了電腦的“思維”方式。這種結(jié)構(gòu)可以看作是電腦的思維活動平臺，如此簡單結(jié)構(gòu)的電腦是絕對不可能實現(xiàn)人腦的思維。它所支撐的軟件----即“意識”也只能極其有限。
在生物的發(fā)展和進化中，只有人類成為了世界的主宰，其原因是在人的智力優(yōu)勢而不在于體能。為什么人類不讓位于比他們智力更強的電腦呢？有些人非常害怕那種時代的到來，但也有些人歡迎那個時代、盼望那個時代早日到來。在那樣的時代，人類有電腦關(guān)照，可以盡情享受大自然、藝術(shù)、體育和其他感官享樂，不再有階級差別和由此帶來的一切社會弊端。
讓我們回到現(xiàn)實中來。電腦的軟硬件都不是自發(fā)進化而成的，因此它不會具備人腦的本質(zhì)特性。人類的感性和理性是矛盾統(tǒng)一體。盡管電腦作為工具在處理相當多的理性問題方面已經(jīng)大大超過了我們大腦的能力，而且可以模擬人的某些感性特征，但是它的數(shù)字化本質(zhì)是純理性的，我們?nèi)祟惿袩o法使電腦具有本能和無意識。未來電腦可以讓我們的社會數(shù)字化，但我們卻不能讓它感性化。電腦距我們?nèi)四X還有遙遠的距離，中間隔著許多不可逾越的鴻溝。
電腦最基本功能是對從外部輸入或接收的信息和指令作出反應。按功能可分為三種類型：一是工具型，包括計算、信息處理、預測、自動控制、辦公、管理、通訊、教育和娛樂等；二是智能型，具有模糊識別、學習提高、自動糾錯、分析和歸納推理能力等，即適應環(huán)境和自我優(yōu)化能力；三是情感型，輸入模仿人的感覺方式，輸出模仿人的反應情緒。
電腦的工具功能目前已經(jīng)達到了非常高的水平，一臺普通微機的計算能力超出全世界所有人加在一起的計算能力也絕不是神話。在這一點上，人腦只能自愧不如。我們可以讓電腦實現(xiàn)所有人的特定物理感覺方式，包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺，而且識別范圍和精度大大超過人的能力。它的這方面能力主要依賴硬件和軟件的進步及配置。
目前電腦開始向智能型方向發(fā)展。盡管電腦在某些地方顯得比人聰明或腦子快一些，但電腦在智能化方面的進展，還遠遠比不上其硬件的進步速度。
情感型電腦對硬件和軟件都有極為特殊的要求，這方面的進展僅僅是初步的。
由于電腦在智能和情感方面不如人腦，那么電腦只好在這兩個方面向人腦方向靠攏。另外，人腦還有電腦不具備的生理和社會性兩項功能。生理功能是大腦維持身體器官和組織的正常狀態(tài)的代謝過程；社會性功能是指人際關(guān)系的作用。人的思維和行為與社會環(huán)境或他人的態(tài)度有很大的關(guān)系。社會性是人的最重要屬性，電腦模擬人腦是決不能忽略的。
人腦的結(jié)構(gòu)和工作機理至今仍未被人類搞清楚，這至少說明人腦是極其復雜的。電腦的最基本構(gòu)成是處理器、內(nèi)存和總線結(jié)構(gòu)，這些決定了電腦的“思維”方式。這種結(jié)構(gòu)可以看作是電腦的思維活動平臺，如此簡單結(jié)構(gòu)的電腦是絕對不可能實現(xiàn)人腦的思維。它所支撐的軟件----即“意識”也只能極其有限。
在生物的發(fā)展和進化中，只有人類成為了世界的主宰，其原因是在人的智力優(yōu)勢而不在于體能。為什么人類不讓位于比他們智力更強的電腦呢？有些人非常害怕那種時代的到來，但也有些人歡迎那個時代、盼望那個時代早日到來。在那樣的時代，人類有電腦關(guān)照，可以盡情享受大自然、藝術(shù)、體育和其他感官享樂，不再有階級差別和由此帶來的一切社會弊端。
讓我們回到現(xiàn)實中來。電腦的軟硬件都不是自發(fā)進化而成的，因此它不會具備人腦的本質(zhì)特性。人類的感性和理性是矛盾統(tǒng)一體。盡管電腦作為工具在處理相當多的理性問題方面已經(jīng)大大超過了我們大腦的能力，而且可以模擬人的某些感性特征，但是它的數(shù)字化本質(zhì)是純理性的，我們?nèi)祟惿袩o法使電腦具有本能和無意識。未來電腦可以讓我們的社會數(shù)字化，但我們卻不能讓它感性化。電腦距我們?nèi)四X還有遙遠的距離，中間隔著許多不可逾越的鴻溝。