撰文/应浩江(南洋理工大学)
本文来自《知识就是力量》杂志
【知识就是力量|藏文科普|我们的大脑会“死机”吗?】
面对海量信息
说来你可能不信 , 我们大脑里的视觉系统其实没有办法逐一处理我们所看到的一切 。
首先 , 我们的短期记忆力有限 。 短期记忆是我们处理事物中必不可少的一环 。 我们的大脑可以把接收到的信息放进短期记忆里 , 也可以把过往记忆中的部分提取到短期记忆中 , 便于我们处理手头事务 。 但是短期记忆有容量上限 , 因而限制了大脑对看到的一切事物的处理 。
大脑的记忆有短期记忆也有长期记忆
其次 , 每一个视觉区域也有处理能力的上限 。
所以 , 我们的大脑绝对不可能通过逐一分析的方法解读眼前的美景 。
那我们究竟是如何轻松且不间断地看见这个世界的呢?我们的大脑会“死机”吗?
哪怕在街头一瞥 , 我们都可以看到无穷的事物 。 你知道我们到底是如何看清楚这么多东西的吗?
我们的视觉系统在应对日常生活中的海量信息时不必、也无法把眼前的事物逐一加工 。 相反 , 我们的视觉系统用巧妙的算法规避了问题 , 让我们“感觉”到眼前丰富且跃动的万物 , 而且也不会因为太过丰富而“死机” 。
加大信息密度
科学家们发现 , 当面对接收到的几近无穷的信息时 , 我们的视觉系统会用统计方法来应对 。 简单来说 , 视觉系统会抓住所接收到同类信息的“平均值” , 从而有效“压缩”数据量 。 通过充分利用所有的能力 , 来把握最关键的信息 , 真可谓四两拨千斤 。
我们的大脑之所以可以提取出平均值 , 是因为我们眼前的世界有着大量的重复 。 虽说重复可以提升保存的可能性 , 但是在处理能力有限的视觉系统 , 反倒成为了负担 。
利用统计加工
科学家们发现 , 视觉系统可以用统计方法加工基本各类信息 。 虽然说处理方向、颜色这样较低级的信息 , 与处理面孔这类较高级信息 , 在不一样的大脑区域完成 , 但是统计加工似乎是视觉系统共有的能力 。 所以说 , 无论在多么复杂的场景下 , 我们的视觉系统都不会因为信息过多而卡壳 , 反而会利用统计方法 , 在保证精度的情况下 , 降低处理的信息量 。
不过 , 视觉系统的压缩会带来一个问题:压缩会牺牲我们对于单个信息的精度 。 比如阿里尔教授就发现 , 我们虽然能记住整体的统计信息 , 但是我们很难回忆起个体的信息 。 由于大脑处理能力的限制 , 我们的统计加工其实是有损压缩;虽然整体留下了 , 但是个体的信息会被遗弃 。 所以 , 看体育比赛的时候 , 你可能只记得观众们整体的情绪 , 但是你记不起来每一位观众在某个瞬间的情绪 , 你甚至都记不清每一个观众的长相、性别、衣着以及具体的表情 。 倘若你没有投注注意力 , 统计加工方法在保证我们不“死机”的情况下 , 会“牺牲”这些信息的精度 。
观看比赛的英国球迷 , 表情千差万别
心理学、神经科学、计算机视觉的科研工作者们在一起协同工作 , 试图搞清楚“看”的秘密 。 而统计加工其实是“看”的过程中一个小小环节 。 科学就如同我们眼前的美景一般 , 复杂而深邃 , 哪怕一个小细节都是如此吸引人 。
推荐阅读
- 历史|科普:詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 空间|(科技)科普:詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 软件和应用|iOS/iPadOS端Telegram更新:引入隐藏文本、翻译等新功能
- 词条|百度百科上线2500万词条,超750万用户参与共创科普知识内容
- 知识科普|直管内径、凸缘管内径密封快速接头 管内壁粗糙的管口格雷希尔GripSeal连接器
- 博士团|“百人博士团”入驻好看视频打造“硬核科普” 让科普轻松有趣
- 设备|科普故事:航天员用的净水器是如何锻造的?
- 孩子|互联网平台硬核科普打造精品
- 感染病例|科普:“奥密克戎”命名一个月 我们对它了解多少
- 青少年|中科院老科学家科普演讲走进三亚中小学校