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一百万只猴子也很难敲出莎士比亚的剧本

时间:2015-07-02 编辑:佚名 来源:煎蛋网

百万猴子是个非常著名的思维实验,假设有一百万只猴子胡乱敲打面前的打字机,有没有可能,其中一只猴子恰恰敲出了莎士比亚的剧本之一?只要给猴子足够的时间,或者有无穷多的猴子,经过无穷次尝试,猴子是有可能敲出莎士比亚剧本的,可即便要重现莎翁剧本的任何一页,需要的猴子数量或者时间都是不现实的。

作为一名神经科学家,我(原文)今天不讨论百万猴子打字,我们来看看如果人类神经元的动作电位活动会产生随机字母,能不能还原出莎士比亚的剧作。我们的大脑中的神经元多久才能敲出来?

理论上一个神经细胞每秒钟最多产生1000次信号,然而在普通条件下的信号发生速度要低得多,这里我假设是每秒钟5次。现在我假设通过这种方法,每个神经细胞每秒钟能够产生10个独立位信息,在我建立的模型里,神经元细胞每隔1/10秒发送或者不发送信号,在这期间内神经元大概有50%的时间发送信号,因此平均发送速度是每秒钟5次。因为发送或者不发送算是二进制变量,也就是1个位,每个神经细胞每秒钟能编码10个位。

我不知道大脑是否能全部利用所有这些信息,也有可能大脑根本不理会。为了这篇帖子,我假设牛逼的你可以完美观测神经元活动。每个神经细胞每一秒钟发送出的10个独立位信息你能够完全提取。

这些神经细胞的活动电位产生的随机字母多久能打出你的名字?英语有26个字母,我们忽略大小写和标点,要编码一个字母需要最少log2^26=4.7个位,所以我们可以将每个神经元看成是每秒钟产生10 / 4.7 = 2.12个字母的打字机。

我们假设你的名字大概是20个字母长度,20个随机字母组成的字符串恰好就是你的名字的概率是1 / (26 ^ 20),算算,打出你的名字的平均次数是26^20。

每个神经元细胞每 10 / 10.63 = 9.4秒生成一个20个字母的字符串,人类大脑中大约有860亿个神经细胞,大脑每秒钟能够产生将近100亿个字符串。即便是20个字母的名字,你都要等上690亿年。

这比宇宙存在的历史还长久好几倍,这也太长了。

如果不让你一个人来承担,今天地球上所有人类大脑里的神经元细胞全部用于生成字符串呢?这样的话,速度将提高73亿倍,时间可以被压缩到9.5年。根据我的计算,地球上某个人的大脑中的某个脑细胞某天某个时刻发出的活动电位如果编码成字母的话,每隔十年整个地球的人类就能拼出一次你的名字,如果你名字还不到20个字母,等待的时间还要少些。

对于长度超过20个字母的信息,等待时间可以很极端,一篇140个字母的推文生成的时间可想而知。即便这篇推文全由26个字母写成,地球上所有大脑生成这个字符串的平均时间为【4后面跟172个0】年,都他妈等到宇宙热寂了。看来人的大脑虽然有几百亿个神经元,也不是什么事情都能做成。

[王大发财 via Discover Magazine]

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