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每秒 10 位元:人類思考的速度上限,與它的三個疑點

加州理工學院 2024 年的 Neuron 論文推算,人類行為每秒約 10 位元,感官約 10 億位元。Nature Neuroscience 已有反駁。

閱讀 7 分鐘查證於 2026-10-31
每秒 10 位元:人類思考的速度上限,與它的三個疑點(Threads 原貼文配圖)
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你的眼睛每秒收進約 10 億位元的資料,你做出的決定、打出的字、解出的魔術方塊,加起來每秒只有大約 10 位元。

這個數字不是量出來的,是算出來的,而且已經有人在期刊上寫了反駁。

事情經過

2024 年 12 月,加州理工學院的 Jieyu Zheng 與 Markus Meister 在《Neuron》線上發表一篇觀點文章,題目取得很不客氣:〈存在的難以承受之慢:我們為什麼活在每秒 10 位元〉。論文正式刊於 2025 年 1 月 22 日的第 113 卷第 2 期,頁 192–204。

這篇文章沒有做新實驗。Caltech 雜誌的報導直接寫明,兩人並未做一輪實驗來得出 10 bps。他們做的是把幾十年來的既有研究,用資訊理論換算成同一個單位。

最好懂的例子是打字。進階打字員每分鐘 120 個字,以每字 5 個字元計,每秒約 10 次按鍵。一個按鍵值多少位元?論文引用的結果是,英文每個字元的熵只有約 1 位元。於是 10 次按鍵乘以 1 位元,剛好每秒 10 位元。

其他項目照這個邏輯換算。魔術方塊有約 2 的 65 次方種排列,觀察階段約 5.5 秒,換算約 11.8 位元每秒。記憶運動方面,背數字的世界紀錄約 5 位元每秒,撲克牌觀察階段約 18 位元每秒。電玩那一列,作者替 StarCraft 職業選手算得約 16.7 位元每秒,並說明這是在假設零失誤、每個指令只有 1 位元下的寬鬆估計。最後他們的結論是,這些跨越將近一個世紀、分屬不同領域的研究,指向相當一致的結果:人類的資訊吞吐量約 10 位元每秒。

另一頭的 10 億是怎麼來的

感官那一端也是推算。論文估計單一視錐細胞的傳輸能力約 270 位元每秒,一隻眼睛約 600 萬個視錐,總容量約 1.6 Gbits/s。摘要裡寫成約 10 的 9 次方位元每秒,是取數量級。

所以「差了一億倍」是 10 的 9 次方除以 10 得來的。Caltech 雜誌也說,內外腦的資訊率相差 1 億倍。這是容量上限對行為輸出的比值,不是有人在你腦袋裡裝了流量計。

為什麼只能一次想一件事

論文把大腦分成兩種模式。「外腦」連著感官輸入與動作輸出;「內腦」只處理經過大幅縮減、與行為有關的少數位元。難解的是內腦。作者自己寫,外腦有那麼多神經元還說得通,內腦就沒有合理解釋。

導航假說是他們提出的候選答案之一。Caltech 新聞稿的說法是:最早的神經系統主要用來導航,朝食物移動、遠離掠食者;若人腦由這類系統演化而來,一次只走一條思考的「路徑」就說得通。論文的原話是,人類思考可視為在抽象概念空間裡的導航。

正方說法

支持者的論點不在某一個實驗,而在多個領域算出來的數字彼此靠近。Scientific American 的報導提到,近一個世紀的研究把人類認知速度量在約 5 到 20 位元每秒之間,平均約 10。

論文也對「我是不是特例」預先回答過。攝影式記憶的證據很薄弱;若真有這種人,應該橫掃記憶比賽,但世界冠軍仍落在 10 位元每秒上下。

關於腦機介面,論文的預測很直接。他們預測,馬斯克的腦與電腦溝通時,速度也會是約 10 位元每秒。這部分是預測,不是實測。

每秒 10 位元:人類思考的速度上限,與它的三個疑點(Threads 原貼文配圖)
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反方說法

最正式的反駁來自《Nature Neuroscience》。Sauerbrei 與 Pruszynski 在 2025 年的評論中寫道:這個速度上限對高階認知似乎成立,但即時控制動作的無意識處理,佔了中樞神經系統多數神經元,也佔了人類大部分的資訊吞吐量,且大幅超過這個上限。換句話說,他們不否認打字、解魔術方塊的數字,爭的是「人類整體吞吐量」這句話。

記憶方面也有挑戰。Wiederhold 分析了記憶比賽的資料,結論是用 10 位元每秒當作通用上限,不足以描述記憶速度。不過這篇是預印本,頁面標註未經同儕審查。同一位作者之後又出了心算的預印本,指出輸入速率在最短項目上可超過 100 位元每秒,整體多半維持在 10 位元每秒以上。這篇同樣是預印本,結論只能當作待審的反例。

還有一個方法上的問題:位元數取決於怎麼定義「一個選擇」。打字那一列用的是 Shannon 估計的英文熵,這個估計本身是用人猜下一個字元得來的。換一種語言、換一種任務,數字會跟著動。論文自己也承認,電玩一列是在寬鬆假設下的估計。

我們查到的

查證於 2026-10-31
  • 證實

    論文刊於《Neuron》113 卷 2 期(2025 年 1 月 22 日),作者 Zheng 與 Meister,DOI 10.1016/j.neuron.2024.11.008。

  • 證實

    10 位元每秒是對既有文獻(打字、閱讀、電玩、魔術方塊、記憶比賽等)的資訊理論換算,不是新實驗的量測結果。

  • 證實

    感官約 10 的 9 次方位元每秒、與行為差約 1 億倍,是作者以視錐容量推算的數量級。

  • 被推翻

    (說法過頭)「你一次只想得了 10 個位元,所以大腦整體只有 10 位元每秒」。《Nature Neuroscience》的評論認為,這個上限對高階認知似乎成立,但無意識的動作控制遠超過它。

  • 未證實

    「大腦一次只能想一件事,是因為祖先為導航演化」。這是作者提出的假說,Caltech 新聞稿也只用「研究顯示」「如果」的語氣,沒有直接證據。

  • 未證實

    「把晶片裝進腦袋,速度一樣卡在每秒 10 位元」。這是論文的預測,目前沒有對應的實測。

  • 未證實

    「大腦有約 850 億個神經元」這個數字不在本文核對到的論文或新聞稿原文裡,常見是引自其他來源,本文不採用。

  • 未證實

    「記憶比賽的成績也被 10 位元每秒框住」。預印本資料顯示,不同項目與時間尺度的成績有差異,尚待同儕審查。

你怎麼看

如果 10 位元每秒只描述了有意識的高階認知,而無意識的動作控制早已遠超過它,這個數字還稱得上「人類的速度上限」嗎?

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出處

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