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人腦12瓦小燈泡 靈光一閃威力驚人

新頭殼newtalk/新頭殼newtalk 2012.07.24 00:00
新頭殼newtalk 2012.07.24李連傑/綜合報導

如果60瓦燈泡的亮度算是普通,12.6瓦就有些昏暗了。不過,人腦是個例外;它的功率雖僅12.6瓦,卻是一盞不折不扣的明燈,想東想西、發明無數、威力驚人。

用瓦數來計算人腦的功率有些奇怪?那就換個角度來觀察:

去年在美國電視超難益智問答節目《危險境地》(Jeopardy!)中,擊敗2名人類選手的超級電腦「華生」 (Watson),使用了90個「IBM Power 750」的處理器,每個處理器的需求高達1000瓦。

「華生」並不是以9萬瓦擊敗兩個12.6瓦,但它計算時需要能量,人腦也是。

那麼,人腦的功率12.6瓦是怎麼算出來的?

首先要理解的是人體的「靜止代謝率」(resting metabolic rate,RMR)。它是指人體不活動情況下所需的能量,會因年齡、性別、大小和健康的差異而不同,平均約為每日1300大卡。

1300大卡除以24,每小時約為54.16大卡;

54.16大卡除以60,每分鐘約為0.90267大卡,等於902.67卡;

902.67卡再除以60,每秒鐘所需能量約為15.04卡。

把美制的每秒15.04卡換算成歐制,等於每秒62.93焦耳,大約就是63瓦。

人體不活動情況下,各個器官所需的能量不盡相同。人腦的重量約1400克,只占人體總重量2%,卻需要耗掉「靜止代謝率」的20%。以「靜止代謝率」每秒63瓦計算,人腦所需能量是它的1/5,就得出12.6瓦。

前述算式,7月18日見刊於《科學人》(Scientific American,SA)一篇探討使用腦力與疲倦關聯性的文章。

儘管一般的智力活動,不過是支持微弱12.6瓦功率的能量耗費;實驗及觀察都顯示,剛結束幾個小時橋牌比賽或升學考試的人,腦力的耗盡,有如經歷激烈運動,確實燒掉許多能量,也會強烈感覺疲倦,並且昏昏欲睡。

SA這篇文章認為,這種情況特別發生於腦力專注於某些焦點,或是連續幾個小時用於知識的領域。關於後者,花幾小時讀物理教科書,和花幾小時讀武俠小說,所耗費的能量就是不同。

態度,是另一個關鍵因素。SA的文章舉例,喜歡數獨的人,花幾小時做題目也不會毀掉星期天的上午,他們多數時候不會覺得疲倦,甚至感受知性的愉悅。反之,被迫思考自己不感興趣的事物,疲意頓生。

壓力,也是觀察的指標。例如決定前途的升學考試,可能會讓某些人緊張,生理上的現象包括心跳加速、出汗,或扭曲肢體、坐立不安。比起一般智力活動,這當然耗費更多能量,也才容易覺得疲倦。

影片是搞笑5秒電影:靈光一閃。[完整的影音請至 http://newtalk.tw/news_read.php?oid=27460]

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