人間の思考速度 限界

質問

人間の思考速度はどのくらいのものなのでしょうか。
また、その限界はどのくらいなのでしょうか、速度を上昇させることはできるのでしょうか。
回答よろしくお願いします。

回答No.3

雪中庵（@psytex） · ベストアンサー

神経線維は電線ではありません。
細胞膜上のイオンポンプの働きで分極しているのが、
刺激で脱分極し、その脱分極のケミカルな連鎖反応が
伝わっていくに過ぎず、またそのスイッチングの接点は、
電気的な伝達ではなく、シナプス結合という微細な
すき間にカリウムイオンなどの伝達物質を放出し、
拡散して相手側のレセプターを励起する事で刺激を
伝えているのです。
そのようにケミカルな作用に依存しているため、電気的な
最大毎秒30万kmと異なり、最大毎秒30mに過ぎません。

回答No.4

imoriimori

日経サイエンス２０１１年１０月号の「知能の物理学」という記事を見られると良いと思います。
その概要は、参照URLを見てください。詳しいことは記事そのものをみてもらわないといけないのですが。
要するに、我々の脳それ自体はもう限界に近いらしいと結論づけられています。

脳の体積を増やして神経細胞を増やすと、細胞間の距離が増える、通信距離が増える、遅くなる。
神経の速度を上げようとすれば神経繊維を太くせねばならない(細いと雑音に負けて誤動作する）。太くすると体積が増える。体積が増えると通信距離が増えることになり速度低下。
こういったことで限界だというのです。
脳の消費エネルギーは何倍になってもいい、エネルギー効率なんか忘れるんだとか、生物としての生存戦略上無理な想定をすればもうちょっと行くのでしょうけど。

URLにある「ここまで技術を発達させた人間には，この限界を突破できる道がある。」という一文は、脳自体のパワーアップではなくて、別の話、人間社会全体として賢くなるという意味だったと思います。昔で言えば、文字の発明は脳を強化せずとも人間を賢くしたわけで、その種の話。

参考URL：

http://www.nikkei-science.com/201110_044.html

回答No.2

noname#221368

＞ＳＦ的な回答で、すみません。（#1さん）

　ＳＦではないと思いますよ。一個の神経細胞を演算素子と考えた場合、素子単体の速度は、絶対にコンピューターのCPUにはかなわないでしょう。神経細胞は、化学物質による情報伝達も併用してますから。どれくらい遅いかと言うと、野球のピッチャーの投げる球に完全にフォーカスし、球を認識してからバットを始動したら、絶対に振り遅れる事がわかっています。

　しかし次のような例があります。2次元平面にランダムに点をばら撒いて、ある一点を指定し、その点と最短距離にある点を決める、という状況を考えます。人間だったら、指定点近傍にすぐに注目し（近傍以外は無視し）、近傍にある数点を、すぐに測りに行くでしょう。人間は全体像を見て取れるからです。

　同じ事をコンピューターに単純にやらせると、次のようになります。

　　(1)全ての点の位置を、コンピューターに記憶する。
　　(2)指定点からの距離を総当たりで計算し、最小値になる点を選ぶ。

　(1)，(2)は明らかに非効率ですが、これの最も単純な解決法は、(1)の段階でMapを作っておく事です。点の位置を記憶する順番に番号を附っておき、同時に横方向と縦方向の最小値，最大値も記録しておいて、記憶終了後に全ての点を含む矩形領域を作り、矩形領域を50×50くらいの格子に等分割します。格子の位置は、格子の行番号と列番号で指定します。

　記憶した点を総当たりし、各点の位置からその番号を、格子：(行番号，列番号)に関連付けます。格子が等分割なら、このような計算処理は単純で、しかもコンピューターは、このような計算処理では最強です。

　指定点の属する格子も、同じ方法で割り出せます。後は該当する格子に属する点を、点番号からピックアップし（たぶん数点）、総当たりで最短距離にある点を決めます。つまり格子マップは、コンピューターにとっての全体像です。

　コンピューターに全体像を持たせるのに、何故こんなに手がかかるのか？と言えば、コンピューターは一度に一つの事しかできない。基本はワンCPUだからです。いっぽう人間は、(1)の作業さえ、有り余る神経細胞の数に任せて、超並列処理していると思います。順次記憶でなく、写真のように「パッ」と記憶します。このような事が出来れば、指定点の格子の割り出しすら不要で、入力があった瞬間に、指定点を記憶した神経細胞が主張するはずです。

　もっとも最近のコンピューターは高速なので、100万点くらいあっても、一瞬で答えを出すでしょうが、数兆点あったら、人間より遅いかも知れません。数兆点あっても人間は、指定点近傍にすぐに注目します（0.5秒くらいで）。それは数兆点あっても人間は、粗視化フィルターという計算をリアルタイムで、有り余る神経細胞の数に任せて、超並列処理でやってしまうからです。

　並列化の威力がどれくらいかは、PCで体感できます。ちょっと前の市販PCは、１×CPU×１GHz×32bitでした。現在は、４×CPU（クワッドコア）×３GHz×64bitが主流になりつつあります。32bitと64bitの違いは、CPUの視野が２倍に広がったと考えて下さい。つまり今のPCは、ちょっと前（ほんの数年前）に比べて、理論上は４×３×２＝24倍速い事になります。周辺装置との相互作用のために割り引いて考えても、10倍は速いはずです。

　人間の神経細胞の数は、宇宙にある原子の数より多いと聞いた事があります。ただしその10％程度しか使ってないそうですが・・・。それにしても、宇宙にある原子の数より多い一割の並列処理なんて、予想をかけ離れた話です。野球のボールさえ捉え切れない演算素子の遅さは、こうしてカバーされます。

＞速度を上昇させることはできるのでしょうか。

　だから処理速度を向上させるには、神経細胞全部を連携させる、超ネットワークを作れば良いんです。よって、人間の脳の処理速度の向上は、事実上限界はない・・・事にはなりますが・・・(^^；)。

　人間は生物なんですよね。生物の能力向上の基本は、訓練と練習です。要するに、「頭良くなりたかったら、勉強しろ！」なんですよ。悲しい事に・・・。

　しかしそれでも、神経細胞100％の並列処理が可能になったら、どうなるんでしょう？・・・。#1さんの仰るように、「知恵熱」で倒れそうな気がします・・・(^^)。

回答No.1

iamvoid

脳の活動は、電気信号のため、電子の速度が限界かと。
（光速の約３０万ｋｍ/秒　以下）

生物の専門家ではないので予想です。

質問内容から離れるかも知れませんが、

パソコンのCPUの場合、速度（クロック周波数）を上げ過ぎると
消費電力の増加に伴う発熱のため、基盤が融けてしまうとか。
そのため、速度（クロック周波数）を抑えて複数のコアで並列処理して
処理速度を稼いでいるようです。

上記の内容から考察しますと

・単体の脳を超高速化すると、エネルギー消費が激しくなり、脳が自壊しかねない。
・適度に高速化した複数の脳を高速ネットワークで結べば、超高速化？

ＳＦ的な回答で、すみません。