由計算機談最強大腦周瑋
最近看了江蘇衛視的《最強大腦》,特別當看到周瑋的時候,讓我想起了印度天才女數學家夏琨塔拉·戴維(50 秒心算出一個 201 位數字的 23 次方根,輕松擊敗花了 52 秒才算出答案的 Univac 計算機,被譽為“人腦計算機”,2013 年 4 月 21 日去世)。看的時候很是振奮,可以說是不明覺歷,以我的能力心算 22*22 都費勁的人,真的很佩服此人 ,開始也沒多想,只是覺得很厲害。
下面是周瑋現場計算的三道題:
隨后看到網上有很多人質疑,關于質疑的種種聲音我就不提了,有興趣的可以自行搜索。
看完后更是覺得五體投地了,這么復雜的過程,難度很大啊,網上的質疑文章都給出了算法,也都說常人經過訓練也可做到,我想說的是,再怎么訓練你,你能跑過博爾特嗎,這個是需要天賦的,除了天賦之外,我想說的就是周瑋一定有什么地方異于常人,也許在大腦的構造上。
我想肯定是多方面的原因,成就了周瑋,下面就幾方面展開。
方法論
其實網友給出的解體方法,可以算作方法論,如下:
613 = ( (63)2)2×6=…
具體步驟參見文章鏈接,其實這樣分解開來,對常人而言,也是不可完成的任務。
這其實讓我想到計算機的移位操作,比如仔匯編里面同樣計算 1024/2 時,我們可以用除指令,也可以用移位指令,這其實就是方法的問題,其實在高級語言中,編輯器會為我們優化的,不信看下的圖,vc6 將除以 2 優化為移位操作,當然優化的過程很復雜,這里只舉了一個特例,有興趣的同學可以自己研究。
假如兩臺同樣配置的計算機,肯定是移位的速度更快了,只是計算機太快了,1/10000 秒和1/100 秒之間的差別我們根本就感覺不到,這其實也是寫程序的時候要在性能和可維護性之間折中的原因,如果不影響用戶體驗,1 毫秒和 10 毫秒又有什么區別呢,這其實也是開發時會把優化放到最后來做,因為根據 80/20 原則,1 個月才會被用回執行一次的操作,優化它的意義不大。
好了,打住吧,扯遠了,繼續本文的主題,方法其實很重要,比如在發明乘法之前,計算 11 個 11 只和,只能計算 11 遍了,但有了乘法后就不同了,同樣對數的發明將乘法運算降級為加法運算,這同樣是方法的重要性,我們不能否定,周瑋發明了自己的方法,畢竟乘法發明前,計 算 100 個同樣數字的和可以算天文數字了。
這其實在我們小學的時候也很常見,比如那些出水管,進水管的題,開始的時候我們學的都是算數法,后來我們學習了方程,可是用方程的速度明顯沒有算數算的快,因為尋找算數的過程其實剛好是解方程最后的結果,我想現在很多人,都已經不會用算術法來解決這些問題,。
著名的愛迪生測燈泡體積的故事,其實也是方法的問題;我們計算機學的算法,也是方法的問題,同樣的問題,算法不同,時間可能差很多,因為隨著問 題難度的增加,不同算法之間所差的時間會成爆炸式增長,計算 25*25,周瑋的速度可能和常人一樣,或者比常人慢,但計算 123456789*123456789,周瑋的方法可能是和時間成對數,而普通人可能就是指數了。
天賦論
如果將人腦比喻成計算機的話,正常人的腦子如果是 pc 的話,那周瑋的大腦可以說是超級計算機,就上前面說的,博爾特在百米上有天賦,這個可能是常人再怎么訓練也達不到的,古人說世上無難事只怕有心人,只要功 夫深鐵杵磨成針,但前提也要選擇自己有天賦的方面,不然再怎么訓練可能也只是平平常常。
繼續方法輪的例子,假如兩個臺電腦用同樣的方法計算,但是超級計算機的速度肯定會比 pc 快得不是一點半點,道理是一樣的,一個人的大腦肯定和別人不一樣,智商也不相同,在我們從小到大的學習生涯中,總有一些人,不怎么學習,但人家學習成績就 是好,沒辦法,智商高,每個人的人腦發育也不同,像我這種從下營養不良發育不好的可能不光是身體,我們的大腦壓根就和周瑋不再同一個頻率,他是酷睿 i7 我是酷睿 i1,不具可比性,這個問題沒法解決,如果是電腦的話我們可以換一臺,但是人的話就沒辦法了。
有些人天生記憶力好,有些人天生對數字敏感,有些人天生能吃,這都是父母給的,后天無法改變。
效率論
眾所周知,我們的大腦體積是固定的,腦細胞數目也是固定的,理論上在容量一定的情況下,能裝下的東西就是有限的,如果你滿腦子裝著金錢,那你還能淡泊名利嗎。
我們都有體會,我們沒有小時候的記憶力好,而且都會說,現在不行了,上學的時候記憶力多么多么好,不知大家有沒有想過我們現在要做的事情太多 了,腦子里想的東西太多了,很難在塌下心來專心做一件事情了,從出生到現在,其實我們還是很厲害的,出生是一張白紙,到現在能在社會中生存,其實每個人都 很厲害,小孩 1 歲會走路,3 歲會說話,小學初中那么多知識,我們都能輕松應對,為什么,因為那時候我們專一,沒有煩心事,小孩一天到晚都在學漢語,那能學的不快嗎。
周瑋很少與身邊人交往,他腦子里面肯定沒我們這么多亂七八糟的事情,心思都在算數上,效率 100%,我們呢,可能連1% 都不到,自然比不過了。
看見過一個從小失去雙手的孩子,學會了用腳,穿衣服,用腳彈鋼琴,我敢說,有手的人一定學不會,因為不能全心全意做這件事,自然會覺得別人做到了很厲害。
女孩子到了初中,成績很容易下滑,不少有青春期女孩子比男孩子事情多的緣故,每天心理裝著事情,自然干什么都干不好。
有人說我賦予感性,有人說我賦予理性,總之厚此薄彼,分配好優先級也是一種能力。
結構論
接下來進入本文的重點,看了網友的分析,其實我想起了大學時,計算機組成結構老師講的串行加法器和并行加法器,學過計算機的人都是知道,其實計 算機里面只有加法器,加減乘除最后都會用加法來模擬,說不定我們人腦也是如此,豐富的情感,縝密的邏輯,都是幾千億可腦細胞并行做加法模擬出來的,其實很 奇怪,大腦就是肉,怎么會有思想,同樣是肉的大腿,為啥沒有思想,空氣中的無數細菌為啥沒有智慧(當然可能有)。
又扯遠了,回到我們的主題,我們的加法器假如它是四位加法器,如果我們要算 8 位數的運算就需要兩個加法器,第一個計算低四位,第二個計算高四位,這時就有問題了,計算高四位的計算器只有等待低四位計算完成,才能進行計算,因為不確 定有沒有進位,串行結構就是這樣,但是有牛人設計成了并行加法器,高位計算不需要等待低位的進位,進位可以瞬間計算出來,這樣其實計算的效率就大大提高 了,如果我們要計算 10000 位數的運算,如果高位需要等待低位的話,即便每秒能算 100 個數的加減法,那也需要 100s,而并行的話就大大提高了效率,只需要 1s。
上面只是舉個例子,我想周瑋的大腦結構可能和常人不同,我們計算 100+200*300/100 的時候可能是順序計算的,也許周瑋是并行也說不定,也許他沒發明算法,而它的腦子就是算法,能瞬間出結果,這也不是不可能的,大千世界無奇不有嗎。
結論
當上帝為你關閉一扇門時,也會為你打開一扇窗,塞翁失馬焉知非福啊,我想可能不是上面的某一個原因造就了周瑋,可能是綜合的,也可能是其他原因,我們能做的就是祝福他,也祝福我們自己,上帝從不眷顧誰,愿世界更美好。
本文作者: 伯樂在線 - yanhaijing