人類大腦的神經網絡復雜且精細，包含約幾百億個神經元，每個神經元擁有數百條神經，每條神經上又分布著數百個突觸，每個突觸含有數百到數千個蛋白質分子。這樣的結構使得人腦功能極其強大，相當于上萬億塊計算機芯片。目前世界上最大的超級計算機，如美國的“白色戰略加速計算機”，也僅有8000塊芯片，與人腦相比，差距超過一億倍，相當于8到9個數量級的差距。以計算機運算能力衡量，人類最快計算機“地球模擬器”在一秒內可進行40億次加法運算，而人腦的運算速度則高得多，大約在1后面跟27到30個零，這是目前最快計算機的運算速度的20個數量級之遙。人腦的這種并行運算能力，使得其運算速度難以用計算機運算速度來衡量。人腦的突觸與蛋白質在幾納米距離內可以瞬間運動，電流在一秒內可運行幾千億次。人腦的這種并行運算能力，使得其運算速度遠遠超過現有計算機。因此，要完全模擬人類大腦的功能，以目前的研究進展，大約還需要一百年的時間。這不僅因為計算機運算速度每18個月提高一倍，還需要考慮人腦的復雜性，包括神經元、突觸、蛋白質等多種狀態的變化。人腦是人體中最復雜的器官之一，它重約1.3千克，體積僅1.4立方米，包含約100多億個神經元，每個神經元周圍有1000至10000個突觸。這些突觸能夠儲存10萬億位信息，相當于1萬臺計算機的存儲容量。人腦的思維形式有兩種：一種是形式化思維，具有邏輯循序的特點；另一種是模糊性思維，可以同時進行綜合的整體思考。人腦即使在不斷有神經細胞發生障礙和喪失功能的情況下，仍能正常工作，這是因為它有充足的“后備力量”，一些神經細胞發生故障時，另一些“備用”神經細胞會及時頂替。科學家從人腦的工作原理中受到啟發，成功研制了電子計算機。電子計算機在20世紀是最重大的發明之一，具有非凡的計算能力。現代最快計算機在一秒鐘內可完成上億次運算，這種計算速度和可靠性遠超人工計算。計算機還能模仿人的某些感覺和思維功能，按照規則進行判斷和推理，代替部分腦力勞動。然而，盡管電子計算機才能非凡，它的工作方式仍需預先設定程序，一旦出現意料之外的情況，計算機也會束手無策。相比之下，人腦仍然是世界上最完美的“天然計算機”。