0

0
0

文字

分享

0
0
0

【Gene思書齋】群眾的非凡智慧

Gene Ng_96
・2014/07/25 ・2888字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

有些書,決定不得不讀,是因為看到太多書引用該書了,像是《群眾的智慧:如何讓整個世界成為你的智囊團》(The Wisdom Of Crowds: Why The Many Are Smarter Than The Few, And How Collective Wisdom Shapes Business, Economies, Societies, And Nations)。

《群眾的智慧》作者是《紐約客》(The New Yorker) 雜誌的專欄作家索羅維基(James Surowiecki),這本書的影響力頗大到其書名「群眾的智慧」(the wisdom of crowds)也成了流行用語。他在書中指出, 平均並不決然平庸,在大多數情況下,一個眾人的猜測平均更有可能比那些其個別成員的準確。雖然它可能是違背我們的直覺,群眾可以比單打獨鬥的專家更聰明。

索羅維基在《群眾的智慧》舉了許多有趣的例子,從流行文化、心理學、生物學、經濟行為學、人工智慧、軍事歷、社會現象、政治理論來論述群眾的智慧在真實的世界是如何運作的。《群眾的智慧》中 的例子最早從英國維多利亞時代開始:一群人猜牛隻屠體的重量的平均數居然高達99%準確!這讓統計學家高爾頓(Francis Galton,1822-1911)非常的驚訝。他篤信只有極少數的人具有能令社會維持健康的優良特質,也唯有將權力及掌控權交到經過挑選的,品種優良的 少數人手中,社會才可能保持健康與強壯。

《群眾的智慧》探 討了許多有趣的問題,例如為什麼美國的的情報機構未能準確預測並預防2001年的911事件?不管好片爛片,電影院何以死守單一票價的策略?科學界中為何 既是競爭又是合作?股票市場中「做空」與「做多」為何同樣重要?我們為什麼要繳稅?為什麼你排的隊伍總是看起來最長?為什麼你在世界任一角落買一顆螺絲 帽,都能與距離它一萬英哩之外的一顆螺絲釘相吻合?如果你得在某一天,在巴黎與某人碰面,但卻沒辦法聯絡到她,你們可能會在何時、何地碰面?塞車是怎麼形 成的?什麼方法最有機會贏得電視益智節目的獎金?為何你在凌晨兩點,走進一家便利商店想買瓶汽水,而汽水就會坐在架上等著你?為什麼好萊塢的黑幫電影,能 讓我們了解企業是怎麼回事?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在另一個有趣的例子中,太空梭挑戰者號(STS Challenger,STS是太空運輸系統Space Transportation System的縮寫,是美國官方對於太空梭這種設備的正式稱呼)爆炸發生21分鐘後,光看各家漲跌就能「知道」哪家公司的零件有問題。1986年1月28 日,上午11點38分,太空梭挑戰者號爆炸發生21分鐘後,製造大空梭及其零件的洛克希德(Lockheed)股價跌落百分之五,馬丁馬瑞艾塔 (Martin Marietta)股價跌落百分之三,洛克威爾(Rockwell International)則跌落百分之六。製造固態燃料輔助引擎的莫頓希爾科(Morton Thiokol)的股價掉得最慘。換句話說,在爆炸發生後不過半小時,股市就「知道」哪家公司有罪。沒有證據顯示,有人大量賣出莫頓希爾科的股票。人類好 像是經過程式設計,成為能夠展現集體智慧的動物。

在911事件之前,美國情報圈衍生出一大串各行其是、分權的團體,大家前進的目標都相同,都要確保美國安全,不要受到攻擊,但是大家各走各的路。直到 911事件,大眾都沒有注意到這個體系的缺點。911事件後,有參議者認為集權才是王道,可是索羅維基指出,統合不是一把抓,過去未來匯集各方情報,無法 有效聚集多樣的意見才是問題所在。他又舉了Linux的開放源碼軟體的傳播的例子,顯示了群眾的智慧甚至能夠與來自微軟等公司一較高下,提供可靠和廉價的 電腦軟體。

《群眾的智慧》指 出,如果能集結到一群具備不同程度知識與見解的人,大可將重要的棘手問題交給他們去處理,強過交到一兩個人手中,無論他們有多聰明。期待專家能解決一個組 織的問題,是在浪費時間。我想,這就是為何經濟問題總是無法由幾個官大學問大的專家來解決,甚至過度自以為是的干預還擾亂市場,更甭提要強行通過眾人皆知 會對全民極為不利的協議等等。有時候政府只要做好重分配的稅制就好,把選擇權交給人民和市場吧。

要利用集體的智慧來解決問題,要有四個條件符合:一、意見真正的多樣性;二、獨立意見(所以它們之間沒有相關性);三、經驗權力下放; 四、意見聚集的適當機制。為什麼專家沒有那麼聰明?因為專家所見往往是略同,因此並不反映意見最大的多樣性;當見解和實際狀況有出入時,他們往往也無法修 改或調整自己的見解,而且往往過度自信。過去的表現從來都不是未來成功的預測,他們可能只是幸運。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

他指出美國NASA任務小組,在2003年討論面哥倫比亞號太空梭(STS Columbia OV-102)的因機翼遭泡綿撞擊時沒有預料到其極高的風險,導致它要在進入大氣層,因大空梭的機翼受損而爆炸。同樣的,美國和英國的情報部門沒有考慮到 伊拉克並沒有窩藏大規模殺傷性武器的可能性。在這兩種情況下,多樣的意見並沒有真正被匯整過。

我們為什麼願意與那些幾乎不認識的人合作?索羅維基很崇尚羅伯.賴特( Robert Wright)在《非零年代:人類命運的邏輯》(Nonzero: The Logic of Human Destiny)的答案:經過一段時間後,我們自然會學到買賣與交易是能讓人皆大歡喜的遊戲,不像零和遊戲,永遠要分出誰贏、誰輸。

《群眾的智慧》表 示,最理想的企業總裁,當然應該要承認自己的知識有限,而且個人的決策也有限。而這也是為什麼通用汽車在它最風光,身為全球最成功企業的時候,重大決策都 是採取史隆(Alfred P. Sloan,1875-1966)所謂的「群體管理」方式。他以流行服裝品牌ZARA為例解釋由下而上的管理之效率。

不過,對於群體決策的效力,索羅維基也沒有一味地吹噓。《群眾的智慧》解釋金融泡沫和崩盤,指出確定股票的價格既是一種認知和統合的問題。我們總是在該公司的未來表現和其他股民之間的平衡作猜測。泡沫和崩盤發生時,這個平衡點過度轉移至統合那方,我們更擔心其他股民的動作多過公司的未來表現。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

只要有足夠的煽動,一大群人甚至可以真的以為,黑色的確是白色的。包括17世紀30年代的荷蘭鬱金香狂熱、南海泡沫、十字軍東征等等,稱不上是群眾的智 慧,只能稱上是群眾的瘋狂。加上上世紀90年代末的達康熱潮,和20世紀50年代的不太知名,但更有趣的保齡球泡沫,當時投資者大力投資保齡球球瑒,他們 的計算居然是,全美每一個男女和小孩,一年52週每週打兩小時的保齡球。金融市場也是群眾的活動,只是根據凱因斯(John Maynard Keynes, 1883-1946),其自我修正的時間長到你不會有機會看到。

最後,索羅維基在《群眾的智慧》指 出,歐美政界抱怨投票率太低。但是若從經濟學家的觀點來看,令人困惑的應該是,為什麼會「有人」肯去投票,因為想靠手中那一張票來改變選舉結果的機會,幾 乎等於零。民主,作為一個群眾的智慧之經典案例,可以是優於柏拉圖主義的精英主義。民主的決策或許不是群眾的智慧,可是決定採用民主這種方式來達成策的事實,卻證明了群眾的智慧。

本文原刊登於The Sky of Gene。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手、Readmoo部落格【GENE思書軒】、關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
251 篇文章 ・ 321 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia
繁 简