卡通影片《海底總動員》中的小丑魚尼莫是男生還是女生呢？片中並沒有清楚說明，但是從生物學研究來看，尼莫出生的時候一定是男生，而且統統只有兄弟沒有姊妹喔，其他小丑魚的家族也都是如此，剛出生的魚寶寶清一色都是男生不是女生。
這樣的話，尼莫的媽媽是哪裡蹦出來的呢？難道是海葵變的？其他魚類變的？還是異形變的呢？還是說小丑魚的媽媽是陰陽魚呢？是雌雄同體可以是男同時也是女的？其實都不是，事實的真相是，小丑魚長大之後會在適當的時機改變性別，來個「性轉變」，由雄性魚轉變成雌性魚，這樣就可以與雄性魚交配，生產出許多小丑魚寶寶囉。
小丑魚是母系社會，家族的長老都是由資深的雌魚擔任，可說是一妻多夫制的代表，能成為長老的雌魚，都是家族中體型最大，身體最強壯的雄魚轉換性別而成的，而且一個家族通常只有一隻雌魚統領其他個體嬌小的雄魚，直到雌魚往生之後，才會再由雄魚群中的老大，轉變性別取而代之，繼續統領家族，雖然小丑魚雌雄外型幾乎長得一模一樣，難以辨別，但卻可以從「雌大雄小」的體型上的差異，一眼就看出誰是家族中的排行大小與性別。
我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。
——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking） 英國理論物理學家
大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。
圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？
在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？
不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。
在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。
1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。
一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：
總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：
只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！
現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換
x’ = x cosθ + y sinθ
y’ = -x sinθ+ y cosθ
即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？
人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算，那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘！
GPU 可分成兩種：
2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。
事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。
我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。
人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。
黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」
人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？
GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。
（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。
（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?
（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?
（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。
（註五）
或
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作者／cot｜滔滔 Ocean says 作者，英屬哥倫比亞大學海洋與漁業中心博士生
迪士尼動畫《海底總動員 2：多莉去哪兒》在北美首映的第一天，我跟一群朋友早在一週前就買好了票，浩浩蕩蕩的在充滿小孩的電影院中霸佔了最中間的兩排，就是為了先睹為快這部曾經在大家的童年佔有一席之地的電影，這次又有什麼令人興奮的新故事？
必須說：電影真的是好看的，我在其中數次大笑出聲，下一秒又濕了眼眶。
但是，即使一邊想要壓抑自己看電影時不要犯職業病，一出電影院仍然忍不住要碎碎念一下電影裡「科學不正確」的段落……
SPOILER ALERT：以下會談到電影裡的劇情，還沒看過電影的朋友請斟酌服用。
這趟冒險（失蹤之旅）始於待在尼莫家鄉澳洲大堡礁的多莉，突然想起自己的老家在加州的蒙特利灣（Monterey Bay）。於是，多莉以及尼莫、馬林便大老遠的大堡礁一路跑到加州，尋找多莉的老背老木。
這段漫長旅程在本片一開始只佔了五分鐘，不過沒關係，畢竟這部片又不是「多莉的環球冒險」──但讓人坐立不安的是，片中特別提及她們是與海龜們一起搭乘「加利福里亞洋流」而來的。
等等，從大堡礁到加州，若要搭乘加州洋流到達，必須先經過阿拉斯加吧？！
從上圖可以看到，如果要從大堡礁（澳洲東北部）出發，又要搭上加利福里亞涼流，必須先（不知道怎麼辦到的）穿過赤道，搭上黑潮。接著，等到黑潮在太平洋中央接上太平洋洋流後，到達寒冷的阿拉斯加附近，才能搭上加利福里亞涼流。
不過，不管是小丑魚（尼莫和馬林）還是擬刺尾鯛（多莉），他們最適宜的生存溫度都是攝氏 25-28 度左右，到底是怎麼在寒冷的加利福里亞洋流生存的（最低溫可到攝氏 9 度），真是個謎啊～
還記得在第一集時，會說「鯨語」的多莉讓自己和尼莫爸爸差點被大翅鯨吞掉的驚險情節嗎？在這集中，終於揭露了為什麼會說「鯨語」了！
原來，多莉的「鯨語」是小時候與她的「管友」：鯨鯊「命運」和小白鯨「利鯨」學的。
但是，鯨鯊是鯊魚不是鯨魚喔！除了一樣都體型大之外，鯨鯊實在跟鯨魚沒什麼關係，人家可是堂堂正正軟骨魚綱的魚類呢！到底為什麼多莉可以跟明明就是鯊魚的命運學「鯨語」咧？
多莉的追尋父母大作戰中，為了在海洋中心移動到不同的展館，還有後來追尋尼莫和馬林搭上的卡車，必須在不同的水體中移動。
但是，身為海水魚的多莉，一旦掉進淡水裡，可是活不久的。多莉啊，下次跳來跳去之前請先想仔細啊！
最後一點，也是最想要提醒各位觀眾的一點：多莉很可愛，但是請不要把她帶回家！
從尋找尼莫開始，兩部電影的主旨都在強調「人類不要為了一己之私，將野生動物從野外帶回室內馴養」。第二集中的海洋中心更是標榜他們的主要任務為救傷，並以野放救援成功的海洋生物為目標。
可是，在當年海底總動員第一集造成轟動後，也連帶的造成小丑魚在水族市場大賣，成千上萬隻「尼莫」被從海中帶走（主要從菲律賓和印尼），永遠與他們的家人朋友分開。
比較值得慶幸的是，不久後水族繁殖的進展便跟上需求，現在已經可以買到完全人工繁殖的的小丑魚了。
但，「多莉」還沒這麼幸運！目前擬刺尾鯛幾乎無法人工繁殖（即使有零星成功的案例，但並未達到能供應水族商業需求的程度），所以帶一隻多莉回家，野外就少了一隻多莉……
雖然吐嘈了這麼多，還是很推薦大家去看這部片（只要不要把多莉買回家就好了），畢竟它還是如每一部迪士尼/皮克斯電影一樣，有帶給大人小孩夢想的能力，也談了很多關於親情與面對身心障礙的議題。
不過如果製作單位能再多在意細節上的科學一些，觀眾可能可以更投入吧？（畢竟迪士尼都諮詢了華盛頓大學的一名海洋生物力學家關於裡面生物運動的細節了，為什麼沒有在其他的地方做到 Fact-check，我實在不明白呀……）
本文轉載自滔滔 Ocean says
小丑魚與海葵共生是眾所週知的事實，然而那是小丑魚的父母而不是小丑魚寶寶，在海底總動員電影中，尼莫的產房並不在海葵當中，卻是在大海葵下的一個岩洞之內，難道說小丑魚寶寶就不需要海葵的保護嗎？
關鍵問題在於是海葵的觸手是有毒的，而且毒性對魚特別有效，遇到侵犯者會射出毒針，將其麻醉之後，再用觸手將牠拖入口中，大唁美食一番。成體的小丑魚身體有保護的黏液，因而不會受到海葵的攻擊，反而遇到天敵可以躲入海葵觸手林當中獲得保護；而小丑魚也會驅逐攻擊海葵的其他魚類，清除小海葵身上的異物，讓海葵屋保持健康，稱得上是一位好管家。但是小丑魚並非一出生就可以大喇喇地住進海葵屋，因為剛孵化的小丑魚寶寶是光溜溜的，全身上下都沒有任何保護魚鱗，要等到魚鱗長出來之後，才有機會搬進海葵屋之中；若是在此之前還要強硬進駐海葵屋的話，那就會受到海葵無情的毒針攻擊，嚴重的話，甚至會死於非命，反而成為海葵的美味大餐。
因此當尼莫剛出生的時候，就算不被人類抓走，也是有「屋」歸不得，也不能與父母同住一房，只能在外隨水波四處漂流直到全身魚鱗都長完全了(除了體型較小之外)，其體色體態都與成體相差無幾，才能開始找尋自己喜好的海葵屋。但並不是和海葵房東初次見面一見鍾情，就可以搬進去住，在此之前還要接受海葵無情毒針的鞭打；開始之初小丑魚先是慢慢地接近海葵，一旦受到攻擊之後趕快閃得遠遠的。如此來來回回幾次之後，直到小丑魚身體適應了，開始有了保護身體的黏液，房東海葵漸漸地習慣了小丑魚的存在，釋出善意不再攻擊小丑魚了，此時小丑魚才會大大方方地搬進海葵屋，與海葵一起過著幸福快樂的日子。
