喺廣闊嘅宇宙入面,人類大腦有啲似超級英雄:佢只用相當於一個普通燈泡嘅能量(約 20 瓦),但可以發明數學、寫出哲學,建立連繫全世界嘅文明。奇怪嘅係,雖然大象嘅大腦神經元數量比我哋多好幾倍(大約 2570 億個),佢哋卻冇似人類咁發展出抽象思想——點解會咁?
一篇 2025 年 9 月發表嘅論文《人類智能的演化:認知演化嘅信息論視角》畀咗一個有趣而直觀嘅解釋:關鍵在於信息嘅「壓縮」。想像你整理一堆雜亂文件,將佢哋打包成 ZIP 文件——可以慳位、檢索更快。人類嘅大腦同文化亦都做緊相似嘅事:由「睇」(視覺)到「講」(語言)再到「寫」(文字),信息一步步被壓縮、變得更有序(喺信息論入面叫做熵降低),咁樣大腦先可以喺有限能量下做好多複雜嘢。
下面用通俗嘅講法把論文幾個核心點講清楚。
乜嘢係「智能」?
智能唔係單一樣嘢,亦唔止係考試分數。美國心理學會將智能定義為:推理、規劃、解決問題、抽象思考、理解複雜概念、快速學習並由經驗入面汲取教訓嘅能力。換句話講,智能包括靈活應對現實問題嗰套本事,而唔係單純記憶或者算術。
早喺上世紀,心理學家提出咗「g 因子」(general intelligence)嘅概念,認為存在一種總體能力會影響各類認知任務。呢個理論催生咗現代 IQ 測試,雖然有爭議,但對研究影響好大。
我哋嘅大腦邊度犀利?
人嘅大腦大約有 860 億個神經元(佔身體重量好細一部分),但消耗咗全身好大嘅能量(約佔體能嘅 20%)。相比之下,好似大象嗰啲動物雖然神經元好多,但冇發展出把信息系統性「壓縮」嘅文化工具(例如語言同文字),所以冇出現似人類咁嘅大規模抽象思維。
呢度嘅「壓縮」有啲似將亂房整理成書架:本來到處都係信息(高熵),整理之後就容易搵、處理、利用(低熵)。信息論大師 Claude Shannon 用數學公式描述呢種「亂」,熵越高代表越難預測同處理。人類透過語言同文字一步步將世界嘅複雜性「理順」,從而大大提升思維效率。
能量係硬約束
可以將大腦想像成一部電池有限嘅手機:電量少,但要運行好多應用。嬰兒出世時大腦接近 1000 億個神經元,成長過程會「修剪」到約 860 億,呢個唔係浪費,而係優化——將唔必要嘅連接剔除,保留重要嘅聯繫,更慳能。呢種「修剪」同「強化常用連接」嘅機制(Hebbian 學習)可以減少噪音、提升效率。
語言處理嘅腦區只需要較少神經元就可以高效運作;仲有啲特殊神經元幫我哋快速做社交判斷。功能性腦成像發現,某啲智能表現較好嘅人,佢哋前額葉嘅活動模式(可以理解為信息組織嘅方式)更有利於處理複雜任務,說明大腦喺能量限制下仍然可以優化運作。
整體嚟睇:視覺處理好耗能(約佔大腦能量嘅 30%),語言要少得多(約 5%),寫作同外部記錄則可以將大量信息移出腦外,從而慳更多能量。
點解視覺「好費電」?
視覺係最早接收外界信息嘅系統,但同時最複雜——自然界充滿細節、變化同噪聲。視覺輸入嘅信息量非常大(論文估算每秒高達 10^11 比特),處理呢啲信息需要大量計算同能量。早期人類喺野外靠視覺搵食同避險,短期內非常有用,但要將視覺嘅「大量原始信息」轉成抽象思維就好費力,因此需要更高效嘅表示同傳遞方法。
語言:第一步信息壓縮
語言會將複雜嘅視覺同經驗內容轉換成線性嘅符號序列。舉例嚟講,考慮語法之後,英文每個字符嘅「有效信息量」會大幅下降(由原始估計降到每字符約 1 比特),講嘢時每秒處理嘅信息量遠低於視覺,從而顯著慳能。語言出現(包括手勢、發聲結構等演化)令我哋可以將複雜場景轉述成更易傳遞、易學嘅形式。
有學者認為,人類大腦天生帶有某啲語法傾向(例如「普遍文法」理論),亦有學者強調社會學習嘅作用。無論邊種,語言都極大提升信息嘅可壓縮性同可傳承性。
文字:將知識凍結、把記憶外掛
文字將暫時嘅口語固定低落,形成穩定、低熵嘅符號系統。字母或者表音文字嘅條件熵好低,閱讀或寫作時每秒處理嘅信息量更細,而且大量信息可以儲存在外部媒介(刻喺石上、寫喺紙上、存入電腦),等於畀大腦擴充咗記憶容量。文字出現直接促成咗複雜學科(數學、哲學、科學)嘅發展,因為人哋可以跨時代累積、檢驗同傳播思想。
歷史上,由蘇美爾記賬符號到後來嘅文字體系,都係將社會同認知活動由「必須記喺腦入面」轉變為「可以外存並共享」嘅過程。結果係人類嘅認知能力被大大放大。

用數字說明「壓縮」嘅效果
論文用比特率去比較:視覺約 10^11 比特/秒、語言約 10^3 比特/秒、文字約 10^2 比特/秒——係一個好明顯嘅量級下降。理論上,咁樣嘅下降令大腦可以喺相同能量預算內做更多、更複雜嘅運算,解釋咗人類認知能力快速進步嘅可能路徑。
AI 嘅「相似」同唔同
現代大型語言模型(例如有啲報道表現優異嘅模型)喺訓練時透過最小化預測錯誤去降低不確定性,從而喺某啲任務上展現出「湧現」能力。喺信息論上,呢點同人類透過語言/文字壓縮信息嘅思路有相似之處,但關鍵分別係:AI 缺乏身體經驗同長期嘅文化—生物回饋循環,亦冇人類嗰啲能量同生物學限制。換句話講,AI 喺某啲任務上好似「學識咗壓縮技巧」,但唔等於有人類嗰種嵌入喺文化同身體入面嘅智慧。
一句總結:點解人類「與眾不同」?
人類智能唔係單靠「大腦更大」就可以解釋,而係「大腦硬件(神經元)+ 符號系統(語言、文字)」協同嘅結果。透過不斷降低信息嘅亂度(熵),我哋將外界複雜性變成可傳承、可操作嘅符號,從而喺大約 20 瓦嘅能耗下完成驚人嘅認知工作。呢個觀點將生物學、信息論同文化演化串埋一齊,為理解人類智慧提供咗一個直觀而有解釋力嘅框架。