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馮.紐曼誕辰|科學史上的今天:12/28

張瑞棋_96
・2015/12/28 ・1208字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

1946年6月,一堆機械與金屬零件陸續運到普林斯頓高等研究院所在的福德大樓 (Fuld Hall) ,經過一樓愛因斯坦的辦公室,搬進地下室。校園內的學者見此莫不大皺眉頭,高等研究院不應該是個安靜的地方讓愛因斯坦這類的頂尖天才們專心思考嗎?他們就只需要紙筆和黑板,搞台電腦要幹嘛?反而感覺玷汙了這個聖地。

呣,這麼說也不是沒道理,只不過,要打造電腦的人可是創院時與愛因斯坦一起被延請的四位教授之一;何況,誰能拒絕馮.紐曼?!

馮.紐曼。圖/wikimedia

倒不是馮.紐曼位高權重或年高德劭,此時他也不過四十出頭,當年出現在普林斯頓高等研究院時還被誤以為是研究生呢!主要還是因為馮.紐曼天賦異稟,過去已多次在不同領域完成開創性的研究,如今要搞電腦這新玩意兒一定也有其道理吧!

是的,馮.紐曼六歲就能心算八位數的除法,八歲就會微積分;他的記憶力驚人,看過的書過目不忘,還能背下電話簿;他的才思敏捷,向他請教問題的人總是發現他五分鐘內就全盤掌握問題關鍵和方向,甚至很快就超越提問人的見解。他22歲拿到數學博士學位後,就到柏林大學任教,成為該校有史以來最年輕的教授,並在三年內發表了32篇數學論文。除了在數學上做出許多重大貢獻,他還跨足到其它領域。

在物理方面,他利用希爾伯特空間 (Hilbert space) 證明矩陣力學和波動方程式等價,為剛萌芽的量子力學提供嚴謹的數學架構;而往後的數學家與物理學家也因而有了處理多維空間的數學工具。他也將數學應用到經濟學,首度為賽局理論建立系統化的模型,因此被視為「賽局理論之父」。而這些都於四十歲之前完成。

好吧,物理與經濟學至少都與數學有所牽連,那電腦是怎麼回事?原來馮.紐曼這人充滿好奇心,1944年8月聽到軍方正在建造第一台通用型的電腦ENIAC,就興沖沖的跑去參觀。一看之下簡直昏倒,龐大耗電不說,每次要執行不同程式竟然得重設上千個開關、插拔上百條電纜。馮.紐曼回來後動動腦,第二年就發表了一篇現代電腦發展里程碑的論文,將電腦硬體劃分成五大組件,並且定義了軟體的邏輯結構,成為現代電腦的基本架構,因此被譽為「電腦之父」。

馮.紐曼當然不想紙上談兵,所以才要求校方讓他實際將電腦做出來。就在他找來的同事還在趕工時,他又將興趣轉向自我複製的機器,不但會從漂浮的零件海中挑選適當零件組合出與自己一樣的硬體,還可以將自己體內的軟體拷貝進去,如此一來,每個子孫也都能自我複製,而成指數成長。四年後,華生與克里克才揭開DNA的秘密,原來馮.紐曼的構想與生命繁衍的方法不謀而合。

只可惜馮.紐曼在53歲的壯年就因為骨癌過世。化療期間他正在研究如何讓電腦學習人腦的思考方式,若無病魔纏身,也許他又要多一個「XX之父」的頭銜了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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只要將大腦上傳到電腦中,複製出另一個你,就可以實現永生嗎?——《千腦智能新理論》
星出版
・2023/06/28 ・1983字 ・閱讀時間約 4 分鐘

假設在未來某個時候,我們有能力瞬間取得在電腦中重新創造一個人所需要的全部資料,假設我們的電腦有足夠能力模擬你和你的身體。果真如此,我完全不懷疑基於電腦的大腦會有意識和知覺,就像你一樣。但這會是你想要的嗎?也許你正在想像下列這種情境。

假設我們的電腦有足夠能力模擬你的身體、意識和知覺,這會是你想要的嗎?圖/Pixabay

你正處於生命的盡頭,醫師說你只剩下幾個小時的生命。此時你按下一個開關,你的大腦隨即一片空白。幾分鐘後,你醒過來,發現自己活在一個基於電腦的新身體裡。你的記憶完好無損,你覺得自己恢復了健康,展開新的永恆生命。你大喊:「耶!我還活著!」

現在想像一個稍微不同的情境。假設我們有技術可以複製你的生物大腦而不影響它,現在你按下開關之後,你的大腦被複製到一台電腦上,而你沒有任何感覺。幾分鐘後,電腦說:「耶!我還活著。」但是,你,那個生物你,還是存在。現在有兩個「你」,一個在生物身體中,一個在電腦身體中。電腦那個你說:「現在我已經上傳了,不需要原本那個身體了,請把它處理掉。」生物那個你說:「等一下,我還在,我不覺得有任何改變,我不想死。」我們應該如何處理這個問題?

解決這個難題的方法,或許就是讓生物那個你度過餘生,自然死亡。這似乎很合理。但是,在生物你死亡之前,世上有兩個你。生物你與電腦你會有不同的經歷,因此隨著時間推移,兩者漸行漸遠,變成了不同的人。例如,生物你和電腦你可能會發展出不同的道德與政治立場,生物你可能會後悔創造了電腦你,而電腦你可能不喜歡有一個生物老人聲稱是自己。

在生物你死亡之前,世上有兩個你。隨著時間推移,兩者漸行漸遠,可能會發展出不同的道德與政治立場。圖/Pexels

更糟的是,你很可能會有壓力在你年輕時就上傳你的大腦。例如,想像一下,電腦你的智能健康,取決於大腦上傳時生物你的智能健康。因此,為了盡可能提高你的永生版本的生活品質,你應該在你心智健康最好時上傳你的大腦,譬如 35 歲時。你可能想在年輕時上傳大腦的另一個原因是,你以肉身活著的每一天都有可能意外死亡,因此失去永生的機會。因此,你決定在 35 歲時上傳自己。

請捫心自問:35 歲的生物你在複製了自己的大腦之後,可以安然殺死自己嗎?隨著你的電腦版本展開自己的生活,你(生物你)則慢慢衰老、最終死去,生物你會覺得自己已得到永生嗎?我認為答案是否定的。「上傳你的大腦」是個誤導的說法,你真正做的是把自己分裂成兩個人。

現在再想像一下,你上傳了你的大腦,然後電腦那個你立刻複製了三個自己。現在有四個電腦你和一個生物你,這五個你開始有不同的經歷,漸行漸遠。每一個你都有獨立的意識,你是否已得永生?那四個電腦你,哪一個是永生的你?生物你慢慢衰老、邁向死亡,看著四個電腦你過各自的生活。這裡沒有共同的「你」,只有五個個體,雖然起初有相同的大腦和記憶,但隨即成為獨立的存在,此後過著不同的生活。

想像一下,你上傳了你的大腦,然後電腦那個你立刻複製了好幾個自己,每個都有獨立的意識和不同的經歷,哪一個才是永生的你?圖/Pixabay

也許你已經注意到,這些情境與生孩子相似。當然,最大的不同是你不會在孩子出生時,上傳你的大腦到孩子的腦袋裡。然而,我們可說是在某程度上試圖這麼做,我們把家族史告訴孩子,教導他們,希望他們建立和我們一樣的道德觀和信仰。藉由這種方式,我們將我們的一些知識轉移到孩子的大腦裡。但隨著他們長大,他們會有自己的經歷,成為獨立的人,就像你上傳大腦產生的電腦你那樣。

想像一下,如果你能把你的大腦上傳給你的孩子,你會這麼做嗎?如果你這麼做,我相信你會後悔。你的孩子將背負你的記憶,終其一生將致力忘記你做過的一切。

上傳大腦乍聽是個極好的主意,誰不想得永生呢?但是,藉由上傳大腦到電腦中來複製自己,其實無法實現永生,就像生孩子無法實現永生那樣。複製自己是開出一條岔路,而不是延伸原本的路。開出岔路之後,會有兩個擁有知覺和自我意識的存在,而不是只有一個。一旦你意識到這一點,上傳大腦的吸引力就會開始減弱。

——本文摘自《千腦智能新理論》,2023 年 5 月,星出版出版,未經同意請勿轉載。

星出版
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標示餐點熱量就能幫助人減肥嗎?消費者知道越多資訊越好嗎?——《經濟學家眼中的世界》
今周刊出版
・2023/06/18 ・1538字 ・閱讀時間約 3 分鐘

市場的公開資訊,真的能幫助消費者做出好決定嗎?

經濟學通常假設消費者主權可以使個人福利最大化:消費者會權衡各種機會,並選擇能夠最大化自己效用的選項

但市場提供的資訊,是否足夠讓消費者最大化自己的福祉?消費者是否會臨時改變心意,喜歡上別的商品?消費者是否渴望擁有一些與當前選項不同的商品?餐點標示熱量有助減肥?

許多經濟學家覺得,企業藉由巧妙的廣告誘使消費者做出不明智的選擇;還有些經濟學家認為,消費者的確做出不明智的選擇,但過失應該算在他們自己頭上。本章稍後將討論這些行為經濟學家的論述。

多數經濟學家猛然意識到,現行市場其實並不缺乏資訊,公開且良好的資訊量非常大。許多製造商努力宣傳自家商品,甚至提供與其他廠牌的優劣比較及相對的價格訊息;聲譽良好的廠牌和在乎名聲的百貨業者,也間接提供優良品質商品的相關線索。這些都是市場行之有年的公開資訊。

在資訊爆炸的時代,只要上網就可以查到各種資訊。 圖/envato

數位革命使資訊量瞬間膨脹數倍。有了網路搜尋功能之後,人們不用走進商店就可以獲得充足的商品訊息。譬如我最近在尋找合適的行李箱,幾個購物網站提供了關於尺寸與重量的資訊、羅列產品的優缺點,還有先前買家對特定型號箱子的評論。

如果在Google搜尋中輸入「行李箱評價」,一下子就會跳出《消費者報告》(Consumer Reports)、《漫旅》(Travel + Leisure)、《好管家》(Good Housekeeping)、《今日美國》(USA Today)、《商業內幕》(Business Insider)、家電網(Wirecutter)、集點網(Upgraded Points)等提供的資訊。

資訊越多越詳細,真的越好嗎?

儘管可靠的資訊來源比比皆是,消費者仍舊無法窮盡所有資訊。經濟學家認為消費者的確「不應該追求完全的知情」,因為搜尋資訊與消費資訊都需要投入時間和金錢。

因此,對擁有部分資訊的消費者而言,只有未知資訊的預期價值超過獲取資訊的成本時,才值得追求更多資訊。另一方面,即使市場的競爭壓力迫使廠商提供大量的商品資訊,還是依然沒有揭露許多重要、與安全相關的訊息。

舉例來說,曾有廣告商建議布朗威廉森菸草公司(Brown and Williamson Tobacco Corporation)在宣傳旗下新商品時,強調新配方能降低引發心臟疾病的有害氣體,然而這項建議並未被接納。

一份內部文件顯示,該公司高層認為:「在特定有害氣體對心臟疾病的影響獲得政府證實且廣為人知之前,貿然在廣告中提及這種氣體並不具有策略性價值。」

現在商品上,通常會標示各種產品資訊。 圖/envato

由於廣告商極其堅持,該建議最終遭到菸草公司斷然拒絕。該公司認為,提及這些氣體只會適得其反,因為這麼做,反倒公開揭露吸菸對心血管的不良影響。

當市場競爭機制無法為消費者提供重要的資訊時,政府的干預才具有價值。政府公開揭露與吸菸相關的資訊,確實能降低一部分的吸菸率,也會促使廠商降低香菸中的焦油和尼古丁含量。企業有時也沒有測試自家產品的動機,因為他們發現:消費者不認為廠商的內部測試具有公信力。

——本文摘自《經濟學家眼中的世界 (40周年好評增修版):一本讀懂經濟學的優劣與局限,剖析政府、市場和公共政策,探索人類的幸福》,2023 年 5 月,今周刊出版,未經同意請勿轉載。

今周刊出版
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在市場交易下,存在「公平」嗎?人人都獲利的可能存在嗎?——《經濟學家眼中的世界》
今周刊出版
・2023/06/17 ・1960字 ・閱讀時間約 4 分鐘

難以公平?潛在的柏瑞圖增益

當我們從事市場交易時,的確可能傷害到其他人。譬如亨利.福特(Henry Ford)銷售他的 T 型車時,馬車鞭子的製造商就無法從中獲益。在市場不存在缺陷的情況下,這交易的確實現了潛在的柏瑞圖增益(也就是贏家獲得的收益超過輸家的損失)。亨利.福特和所有購買福特汽車的人都有能力補償馬車鞭子製造商的損失,同時還能改善自己的生活。

但如果補償並沒有發生(就如一般生活中發生的情況),這問題又該怎麼看呢?消費者以金錢投票,市場對投票結果做出反應,但許多人認為這些投入市場的金錢並沒有公平分配。購買鉛筆(或iPad)的人可能是最渴望擁有這些物品的人,有時剛好也是最富有的人─因為購買意願取決於支付能力。

如果都更建商想向地主購買市中心的一塊土地,而此處補貼低所得居民的住房,不論成交價格為何,都會是有效率的交易。此時,代表新住戶的土地開發商願意支付給地主的錢,高過低所得居民為保住房子願意支付的錢。但我們也許應該阻止都更建商,因為低所得戶特別需要幫助。

市場交易下的公平性要如何解決? 圖/envato

經濟學家解決公平性問題的方法之一,是在更大的背景下思考。

效率至上?潛在柏瑞圖增益是市場中決定性標準

在一幢出租大樓中,如果因為房東想把店面租給電腦銷售與維修商,以便收取更高的租金,導致樓下的三明治餐廳被迫關閉,餐廳經理就會失去工作。這結果符合潛在的經濟效率:電腦店預期迎來更多客戶,有能力比三明治餐廳支付更高的租金。但請考慮市場未來可能發生的所有變化。

如果「讓贏家贏得比輸家輸得多」是市場在大多數情況下的決定性標準,要是其他市場也改變,這位前餐廳經理也可能是新的贏家,所得也能完全補償輸家並改善自己的生活。

如果在任何情況下,潛在柏瑞圖增益都是決定性的市場標準,經濟將會不斷成長,餐廳經理也會隨著時間推移獲得更高的所得。就算他個人沒從中受益,他的孩子也因出生在更為繁榮的經濟社會而受益。這樣的思維與論述很完備,但無法說服許多關注公平性的人。

批評經濟學家公共政策的方法時,經常是指責他們只在乎經濟效率。經濟學家在運用其專業知識時,比起討論公平性,討論效率時會更有信心。因此,他們寧願談論效率,也確實更常談論效率。不過,經濟學家還是花了許多力氣在討論公平性和所得分配。

人與人之間的分配問題

有篇經濟學文獻曾討論不同種族、男女及年齡層的所得分配是否公平。此處無法援引過多細節,只能簡單地說,經濟學家最常關注的一個特定分配問題是:不同所得階層握有國家資源的相對占比。在討論所得再分配之前,應該先解釋一個運作良好的市場會如何分配產出。

在市場經濟中,一個人的所得取決於他人使用他的勞動力、土地和資本而獲得的報酬。然而,對這些生產要素的需求,則取決於人們對其最終產品的需求。市場若非不完善,個人的所得取決於他的勞動力,和他擁有的生產要素能對市場提供的商品與服務。

個人報酬也是在市場機制下決定。 圖/envato

市場競爭的壓力會推升工資,直到它能反映邊際勞動者(雇主願意多僱用一位勞動者)對生產的貢獻,而這邊際貢獻就是這位勞動者在此處工作(而非他處或根本不工作)所能獲得的工資。

許多經理人的確只想支付相當於員工生產能力一半的工資,但他們會面臨來自同業的競爭壓力,因為其他經理人會試圖挖角這些員工,願意支付稍微多一點但仍低於其生產力的工資。這位經理人仍可以獲得額外的利潤,但也同樣面對勞動市場的壓力,因為還有其他經理人願意再多付一點工資。

個人在勞動市場獲得的所得是機會和選擇的結果,而機會和選擇則取決於他出生的家庭、成長的社群、他的智力和其他能力,同時也取決於他的努力和遠見。懶惰的天才不會與勤奮的天才賺得一樣多,卻可能賺得比勤勞的一般人多一點。某些才華橫溢又勤奮的人,要是沒遇到識貨的伯樂(例如馬車鞭子製造商),其所得也可能不如他人。

編按:想知道後續更多內容,歡迎閱讀本書 ↓

——本文摘自《經濟學家眼中的世界 (40周年好評增修版):一本讀懂經濟學的優劣與局限,剖析政府、市場和公共政策,探索人類的幸福》,2023 年 5 月,今周刊出版,未經同意請勿轉載。

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