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在電腦時代,學會當「人」更重要——《打開演算法黑箱》書評

臉譜出版_96
・2019/05/07 ・2549字 ・閱讀時間約 5 分鐘
  • 文/張智皓

「在演算法的年代,人類從未如此刻這般的重要。」——弗萊(Hannah Fry)

圖靈(Alan Turing)在 1936 年提出圖靈機(Turing Machine)的基本構想,人類文明揭開了電腦時代的序幕,並在很短時間內為人類生活帶來了劇烈的變化。上一次有這樣的景況,大概是 17 世紀末蒸汽機的發明,帶領人類文明進入工業時代。

進入工業時代,給人帶來便利同時製造難題。圖/pixabay

這兩個時代有類似之處。蒸汽機讓人開始擔心自己被機械取代:生產模式改變,人力不再重要,生產機器和失業人口大量出現。然而,這種困境並沒有維持太久。新技術讓人失業,也拓展了人的想像力,讓各種新興行業與技術應運而生。這些行業和技術促進產業轉型,反而提高了人力需求,讓人類文明變得更加繁盛。此時,我們知道人類變得比以前更重要。

電腦,或者我們說,演算法,就像是現代的蒸氣機,同樣大幅地改變人類生活模式。在本書中,倫敦大學學院(UCL)先進空間分析中心(CASA)的數學家漢娜弗萊從權力、資料、司法、醫療、車輛、犯罪與藝術這七個面向出發,告訴我們演算法已經如何深入我們日常生活中,為我們帶來前所未見的巨大貢獻,並展現出取代人類的企圖心。

科技帶來便利,但人類始終更了解人類。圖/pixabay

更重要的是,弗萊也透過她細膩的觀察,提醒我們:就如同蒸汽機時代的人類沒有被取代一樣,在演算法時代,人類也只會比以前更重要。

人機合作,讓人類的棋藝再創高峰

讓我們從書中一個輕鬆的例子開始。弗萊告訴我們,在 1997 年,西洋棋世界冠軍卡斯帕洛夫(Gary Kasporov)被 IBM 設計的「深藍」擊敗後,他並沒有因此排斥電腦,反之,他創辦了人類與電腦合作的棋賽。卡斯帕洛夫相信,有了電腦的輔助,人類不再需要花時間在棋盤細節的計算上,而是將心思放在整體戰略上,人機合作,能讓人類的棋藝再創高峰。

這樣的劇情非常類似於 DeepMind 的圍棋軟體 AlphaGo 在 2016 年的創舉。在 AlphaGo 相繼打敗世界冠軍李世乭以及柯潔後,AlphaGo 以及其繼任 AlphaGo Zero 的棋譜變成職業選手們爭相學習的目標。DeepMind 甚至推出 AlphaGo 圍棋教學工具,讓大家學習它的佈局,並進而開發出新的佈局形式。AlphaGo 沒有取代人類棋手,反之,它為圍棋世界注入了新的生命。

兩方交流為圍棋注入新的氛圍。圖/pixabay

演算法無法回答的問題:隱私與安全該如何平衡

接著讓我們談談一個較嚴肅的例子。在本書「犯罪」這一章節中,弗萊提到「臉孔辨識系統」如何對人類產生顯而易見的貢獻。在 2015 年,紐約警察局透過臉孔辨識系統「成功指認了 1700 名嫌犯,並且發動了 900 次逮捕行動。」另外,她也提到從 2010 年以來,紐約州「僅僅針對詐欺和身分盜用就發動了超過四千次逮捕行動。」有了臉孔辨識系統,各大交通運輸管道也可藉恐怖份子資料庫來預防恐怖襲擊(而事實證明這很有用)。

你想要偏向安全,還是隱私?圖/pixabay

作為預防手段,臉孔辨識系統可以有效增進人們生命與財產之安全。但這些好處有其代價。弗萊指出,就連目前全世界最先進的臉孔辨識系統(來自於中國的「騰訊優圖實驗室」),在一百萬張臉孔資料庫的測試中,也只有 83.29% 的辨識率。這在技術上已經令人佩服,但在現實中卻可能釀成大禍。

比方說,2014 年,一位住在丹佛的居民被錯誤辨識為銀行搶匪,並在警察的逮捕過程中「遭受神經損傷、血栓及陰莖折斷。」或許有人會主張,只要技術更好,辨識率更高,問題就解決了。但情況可能沒這麼簡單,辨識率提高的代價是隱私度的下降。試問,我們願意讓「老大哥」看著大家嗎?

臉孔辨識系統有其好處,有其代價。我們願意讓此系統做到甚麼程度?為了安全,我們願意犧牲多大的隱私?而為了隱私,我們又願意犧牲多少安全?這些問題是演算法無法回答的,只有人類可以,因此,人類只會更重要。

演算法兩難:自駕車該拯救駕駛還是行人?

另外一個嚴肅例子,我想談談「車輛」這一章節中的自動駕駛技術。一旦自動駕駛技術普及,將可以大幅減少人為車禍的發生。而我們知道,現代大多數車禍都源於人為。然而,將駕駛工作交給演算法,也意味著將決策的任務交給演算法。當失控的自駕車面臨的選項是「拯救駕駛,還是拯救行人」時,演算法應該如何行動?

當自動駕駛遭遇電車難題,我們又希望它做出什麼選擇?圖/WIKI

弗萊提到,在 2016 年發表於《科學》期刊(Science)的一篇文章指出,多數人主張應該盡可能的拯救更多人命。然而,當詢問他們自身較願意購買哪一款自駕車時,我們可以從賓士汽車發言人胡苟(Christoph von Hugo)的回應(當被問到賓士車會如何設計時),理解他們的猶豫:「保護駕駛。」

這衝突看起來不可調和,我們一方面希望盡可能拯救人命,另一方面又希望可以保障駕駛的安全(否則我幹嘛買它呢?)。在這樣的衝突中,弗萊指出另外一個可能選項:放棄全自動駕駛,將演算法的目標放在輔佐駕駛人上(比方說,現在已有的「自動緊急煞車」或「自動與前車保持距離」等設計)。換言之,演算法不扮演「司機」,而是扮演「守護者」。我們該做的,是讓演算法配合人類,主動性依然在人類手上,因此,人類只會更重要。

自動駕駛的衝突難題。圖/pixabay

在《打開演算法黑箱》中,弗萊透過大量有趣的案例,說明演算法如何深入日常的同時,也提醒我們人類的重要性,這是我認為本書最大的優點。新技術的提出值得受到肯定,然而,在肯定其貢獻的同時,背後所付出代價卻往往會被忽略。本書在闡述新技術的同時,也很平衡地展示這些技術背後的代價。

就如同作者一再強調的,她肯定技術所帶來的好處,但我們必須思考如何在新技術所帶來的進步中,保有人類的主動性,或者說,如何在機器年代中當個人。

 

《打開演算法黑箱》書封

本文為《打開演算法黑箱:反噬的AI、走鐘的運算,當演算法出了錯,人類還能控制它嗎?》書評

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臉譜出版_96
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臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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恐龍稱霸地球的秘訣,竟是牙齒自帶避震器?——《追光之旅:你所不知道的同步輻射》

天下文化_96
・2021/09/12 ・1747字 ・閱讀時間約 3 分鐘

《侏羅紀公園》系列電影掀起大家對恐龍的好奇,但其實科學家早就在研究遠古時代的各種生物。以恐龍為例,平均每星期會發現一種新種恐龍,每年大約會發現五十種新種恐龍。而在探討物種起源及鑑定遠古生物領域,同步輻射分析技術也展現了它的獨特價值。

例如,南非威特沃特斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)領導的國際科學家團隊,針對一些世界上最古老的恐龍蛋胚胎頭骨,進行 3D 複製重建,發現牠們的頭骨生長順序與當今的鱷魚、雞、烏龜和蜥蜴相同,研究成果發表在《科學報導》(Scientific Reports)上。

美國自然歷史博物館收藏的恐龍蛋化石,內部留有胚胎構造。圖/WIKIPEDIA

在台灣,由加拿大多倫多大學教授賴茲(Robert Reisz)與台灣學者組成國際團隊,花費兩年時間,運用超高解析二維紅外光譜顯微術,在活躍於一億九千五百萬年前的雲南祿豐龍胚胎股骨化石中,發現殘留有機物,找到古化石內保存複雜有機物的最古老紀錄。這個破天荒的發現在 2013 年登上了《自然》(Nature)雜誌封面。

此外,在祿豐龍肋骨化石的微血管通道中,國輻中心研究員李耀昌也發現全球最古老且保存完整的膠原蛋白與赤鐵礦微粒聚晶。

「即使經過億萬年時空轉換,恐龍的軟組織經血液中鐵的氧化及碳酸鈣化包覆作用後,還是有機會被保存下來,」李耀昌表示,這將有助科學家進一步了解恐龍的生理機能與遺傳密碼。

李耀昌團隊將成果發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊,並獲選為《發現》(Discover)雜誌「 2017 年全球百大發現」第十二名,是近年來台灣學者主導的研究成果首度登上《發現》雜誌全球百大發現。

英國 Dinosaurland 化石博物館的鐮刀龍巢與蛋化石。圖/WIKIPEDIA

發現牙齒裡的避震器

恐龍胚胎裡有膠原蛋白,恐龍的嘴巴裡則是自帶「避震器」。

國輻中心團隊與台灣博物館、台灣石尚博物館、中國大陸北京自然博物館、加拿大安大略皇家博物館,以及中國大陸地質科學院地質研究所合作,蒐集十五種肉食性與植食性恐龍牙齒,利用同步輻射穿透式 X 光顯微術與現代的眼鏡凱門鱷牙齒進行研究比對,首度發現肉食恐龍牙齒具有避震結構。

在肉食性恐龍牙齒的琺瑯質與象牙質中間,存在一層相對柔軟且布滿微細孔洞的被覆牙本質層,可以保護牙齒,避免因撕裂骨肉造成牙齒瞬間斷裂。這項研究結果修正了過去對於原始爬蟲類牙齒結構的認知,因此登上國際知名期刊《科學報導》(Scientific Reports)與各大媒體。為了蒐集恐龍牙齒進行研究比對,國輻中心研究員王俊杰透露了一段小故事。

「當時我到桃園興仁花園夜市拜訪鱷魚攤,沒想到使用斜口鉗幫鱷魚拔牙時,斜口鉗當場應聲斷裂,只好再買一把硬度更高的老虎鉗,費了好大一番功夫才順利拔下鱷魚牙齒。」

透過同步輻射 X 光顯微鏡發現暴龍牙齒藏有「避震器」,保護牙齒不致斷裂。1:X光下的暴龍牙齒構造。2:暴龍牙齒外觀。 3:無避震結構的牙齒內部應力分布。4:有避震結構的牙齒內部應力分布。圖/王俊杰提供

牙齒的特殊結構,使得肉食恐龍成為頂尖獵食者,稱霸地表一億六千五百萬年。相較於人類咬合力約為 40 公斤、眼鏡凱門鱷咬合力約 1,000 公斤,以及咬合力可達 2,000 公斤、目前世上咬合力最大的動物—— 灣鱷,「暴龍的咬合力約 6,000 公斤,且拖行的獵物體重可能超過 1 公噸,但靠著微小的避震結構設計,便不致因巨大應力而造成牙齒斷裂,」王俊杰說。

遠古生物的活動型態一直是科學家亟欲解開的謎題,透過同步光源高解析度檢測技術,可以幫助我們了解古生物化石組織結構的細微差異,提供了一種嶄新的古生物分類與古生態研究檢測方法,而藉由恐龍胚胎化石中探測到的有機質殘留物,未來將可逐步解開更多遠古生物的奧祕。

——本文摘自《追光之旅:你所不知道的同步輻射》,2021 年 8 月,天下文化

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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。
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