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【記錄】M.I.C. X -背叛:有信任才有背叛

PanSci_96
・2013/06/03 ・4057字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

文 / 馮盈捷

說到「背叛」這椎心刺痛又沉重的字眼,你的反應會是如何?輕視忽略?瘋狂暴怒?還是痛不欲生呢?看著這次M.I.C.的文案針對「背叛」寫出許多自導自演令人會心一笑的小劇場對話,不禁使我對於背叛的主題充滿了期待!這次M.I.C.邀請到了兩個相異領域的專家,以「動物行為學」和「人類心理學」的角度出發,與我們一同探討不同面相下的背叛行為。究竟是什麼樣的陰謀論造就背叛的產生呢?讓我們一起繼續看下去吧!

逆境下動物的合作與背叛


首先,由中研院生物多樣性研究中心的沈聖峰老師以「生態環境與動物的合作與衝突」一題為「背叛」開場,並用賽局理論(Game Theory)來解釋動物之間少有背叛的行為產生。當少數人渴望擁有豐富的資源時,以欺騙大眾的方式達到獨享的目的比較容易成功,但是通常這樣的情形僅建立在一次的互動之中,而多剩餘的多數人會因此記起教訓便不再上當。反之,當多數人都渴望以欺騙的方式達到獨享利益的目的時,利益會因此被分散,導致多數的人都無法得到好處。

因此,欺瞞及背叛的行為並不會存在於多次的合作之中,通常會以一報還一報的形式回饋給互相合作的對象。由於動物之間會因共同面臨到生態境的挑戰而必須規劃好生存的策略,如孫子兵法中同舟共濟的概念在社會型動物之間被充分的發揮,並以此達到雙贏的目的。

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http://www.youtube.com/watch?v=OySoOldUjCs

沈老師利用台灣特有保育物種冠羽畫眉的例子與我們分享社會型動物之間的巧妙合作現象。這種只分布在中高海拔山區的小型鳥類,除了要面對變化無常的天氣和狡詐的天敵外,在繁殖後代上也是一項重要的課題。為了對付環境的挑戰,這種小巧的鳥類演化出一種特殊的一夫一妻制,且多對夫婦(非親戚關係)共同築巢及撫養後代的機制,確保下一代能夠延續自己的基因而平安長大。不過,看似完美的生存策略,其實背後也隱藏了許多不為人知的算計,例如:兩對冠羽畫眉之間會競爭生蛋的速度,並且會用打鬥的方式干擾另一隻母鳥下蛋的機會,每一隻母鳥都會期望自己的蛋能夠成為第一批被照顧的對象,這樣才可以確保在共同扶養雛鳥時,自己的後代才可以充分的被孵化及餵食。若在下蛋前若遇上天災(如下雨),則會下降打鬥的次數,這是因為生態環境條件的限制下必須減少生理投資消耗在鬥爭上的緣故,而此時冠羽畫眉會合力將大部分的資源投注於生育之上。因此,我們可以了解在動物之間雖然也存在著心機,但是遇上環境壓力所帶來的限制也是會以合作為前提,達到共存的情況。

除此之外,沈老師也舉了另外兩種動物來解釋動物之間的合作現象。其一為生活在巴哈馬海域的眼斑龍蝦,每到了夏季或冬季為了找尋適合居住的水域環境,則會大量的遷徙(參考Youtube的短片)。但通常在季節交替之際容易遇上颶風這類的天災,導致海象不穩定,單一行動的風險太高,因此在龍蝦的遷徙的過程中會隨機選擇一位「領頭者」帶領大夥前進。藉此,大部分的龍蝦可以經由互助遷徙來減少行進間水流的阻力,也比較容易且快速的到達目的地。但是「領頭者」要抵抗強勁的水流,非常費力,所以大家都不願意在第一時間自願擔任領頭者,直到被迫遷徙的時間越來越近,隊伍才會隨機出現領頭者,帶著「龍蝦列車」出發。

而另一種埋葬蟲(Burying)的行為也很有趣,牠們是以腐肉維生的一種社會型動物,實驗中將兩對非親戚關係的埋葬蟲共同關在裝有實驗鼠屍體的觀察箱中,兩組人馬會為了獨享得來不易的腐肉而大打出手,但將蛆蟲放入腐肉中,埋葬蟲則會聯合次要敵人打擊主要敵人把蛆蟲趕走,達到有效合作和共享食物的目標。

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最後沈老師提到,由於外在環境要面臨到許多的危機及挑戰,因此動物們之間幾乎是存在著合作關係多過於背叛,大家寧可捨棄單次利益並以多次互助共同合作抵抗困境,達到利益共存的境界。

背叛的第二道陰影


第二位講者由台大心理學碩士及PanSci熱門專欄作家的程威銓(海苔熊)以「背叛的第二道陰影」為題,引領我們從人類心理學的角度出發,討論人們在面對背叛時的情緒及反應。

http://www.youtube.com/watch?v=zc5zJIbERuo

所謂背叛之定義,就是當誠信建立於某一個你所重視且依賴的人時,而他所做的行為違反當初你所預期的設想或範圍之中,你的心裡就會不由自主的認定此人達到背叛的行為。而在兩性關係的研究成果顯示背叛者的模樣是如何的呢?11%的人在兩人關係中會做出背叛對方的事,而20%的人會被另一半所背叛。若以畫分台灣地區來看,研究顯示背叛行為在北部區域的發生高達49%,而中南部佔有剩餘的51%,這樣的結果並不是為了造成地區性的對立,也不是表示北部人比較狡詐,只是單純的數據呈現。若真的要說人為什麼會將兩性間的相處建立於背叛之上,可能的原因有幾項:

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  1. 自信心不足,對於感情不安的人較容易出軌。
  2. 喜愛滿足肉體需求的感官刺激者 。
  3. 喜好多方觸角多元感情的花心者。
  4. 根本就不以結婚為前提且愛好自由的鬥士。

建立在這些條件上的背叛者,通常可能是基於本我的作祟,往往是因為原有的伴侶無法滿足自我的需求(如:角色不當.個性不合或價值迥異),背叛者為了補足兩人角色之間的缺憾而滿足自我的慾望時,就會做出違反約定的事。

然而被背叛者面對背叛之後的溝通及表達通常建立於四個基準點之上 :

建設vs.破壞 + 主動vs.被動

而兩個不同的基準之下會產生不一樣的行為反應 :

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  1. 建設+主動à 表達 (你說為什麼會這樣?說清楚呀!)
  2. 破壞+主動à 離開 (算了,我和你到此為止,掰!)
  3. 建設+被動à 等待 (我愛你,我知道你是逼不得已的,我知道你有一天會回來!)
  4. 破壞+被動à 忽視 (鬼遮掩,我什麼都沒看到呀!嗯?有事發生嗎?沒事呀!)

若將這四種行為反應套用到前些日子大家所瘋迷的人妻安真和外遇瑞凡身上的話,將有不同的犀利結局了!但有趣的是,在台灣可能不止這四種行為反應,從台灣劇的經驗和外交的手段上我們學到了另外兩種較有戲劇張力的行為:

  1. 報復背叛 (什麼?你竟敢背叛我!我要讓你知道背叛我的下場是有多悽慘!)
  2. 期限解決 (我再給你72小時的期限解決,這是最後通牒了!)

在這樣簡單而有趣的介紹人類面對背叛的反應時,海苔熊也與現場的來賓做了一個針對兩性之間對於出軌認知的投票,一般人認為出軌行為是男女有別的,且大部分的人認為男性在肉體上的出軌比率會高於女性。但事實是,不管男女在出軌行為上,大家都把身體出軌看得比心理出軌還要嚴重,若只是面對到心理出軌的另一半,人們的行為往往會轉化為等待或是忽視。然而要是另一半做到身體出軌的話,情況可能會非常棘手,除非對方忽視,不然往往會趨於寧為玉碎不為瓦全的報復行為之中。

兩性相處之間,面對背叛最常使用的行為通常是表達及忽視,在表達層面中通常是考驗著兩人之間的溝通及耐心。然而人通常是害怕面對失去的恐懼才選擇忽視自己內心的聲音而維持現狀,若是選擇用忽略來面對對方背叛的行為可能會使自己的情緒不斷的累積,造成負面的效果。

最好的方式就是在預期和現實之間好好的建設自己的心理,並且改變自己負面的想法,認真評估現狀與認知背叛的事實,且最重要的事不要忽視自己而演變成自我背叛的情況產生。最好的結局當然就是選擇「原諒」。(工商服務時間,好書推薦—《教我如何原諒你?》

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Q&A

Q:沈老師你說動物之間為了要多次合作所以往往不會做出背叛對方的行為,但在動物之間會不會還是有存在著只要單次利益的行為,而這樣會不會使動物之間有記仇的現象發生呢?

A:沒錯!動物之間確實會有這種情況發生,但相對來講較不普遍,但是這樣的行為一旦發生,動物也是會記仇的!因為互利的前提就是你有沒有遵守一報還一報的規則,假設在兩者之中互利行為有一方捨棄了某次的幫助,那可是會被牢牢記起的。


Q:以背叛來說針對動物行為上和人類關係上,是否僅能接受一次的欺騙,而在這兩者之中,動物會在下一次的合作關係中會的到幫助嗎?而人在遭受一次的背叛後會有什麼樣的反應?

A:沈老師回答: 動物的行為模式會以共同對抗環境而作為生存的前提,應該是會隨著環境壓力的變異,而決定合作的關係,但大部分的社會行動物會建立在雙贏之上。

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A:海苔熊回答: 如果人接受到背叛,而對方的反應是忽視的,這樣可能會導致多次的背叛,使得被背叛者的容忍度提高。但這通常是一般人比較消極不願面對真相的作法,若將容忍度提高,心理痛苦的程度也會變大,也會越負面。


Q:海苔熊,你說兩個人之間建立起承諾時但是有所違背就可稱為背叛,那兩個沒有實質關係的曖昧對象是不存在背叛的定義囉?

A:事實上是有的,曖昧雖然沒有實質上的關係證明,但也建立於親密關係之上,

當某一方將另一人放在心上,並且重視對方時就會自我認定這段關係,但對於不重視的對方來說就不會有這樣的認定。

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想知道更多「背叛」還有「被背叛」的心理研究,可以參考PanSci五月選書-商周出版的《背叛》。如果想聽演講、拿好書、跟大家一起暢談科學,一次完成三個願望,記得密切關注下一場M.I.C.!

【關於 M. I. C.】

M. I. C.(Micro Idea Collider,M. I. C.)微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會,約一個月一場,為便於交流討論,人數設定於三十人上下,活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者,針對同一主題,各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法,並讓所有人都能參與討論,加速對撞激盪出好點子。請務必認知:參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高!

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揭密突破製程極限的關鍵技術——原子層沉積
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/08/30 ・3409字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 ASM 委託,泛科學企劃執行。 

以人類現在的科技,我們能精準打造出每一面牆只有原子厚度的房子嗎?在半導體的世界,我們做到了!

如果將半導體製程比喻為蓋房子,「薄膜製程」就像是在晶片上堆砌層層疊疊的磚塊,透過「微影製程」映照出房間布局 — 也就是電路,再經過蝕刻步驟雕出一格格的房間 — 電晶體,最終形成我們熟悉的晶片。為了打造出效能更強大的晶片,我們必須在晶片這棟「房子」大小不變的情況下,塞進更多如同「房間」的電晶體。

因此,半導體產業內的各家大廠不斷拿出壓箱寶,一下發展環繞式閘極、3D封裝等新設計。一下引入極紫外曝光機,來刻出更微小的電路。但別忘記,要做出這些複雜的設計,你都要先有好的基底,也就是要先能在晶圓上沉積出一層層只有數層原子厚度的材料。

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現在,這道薄膜製程成了電晶體微縮的一大關鍵。原子是物質組成的基本單位,直徑約0.1奈米,等於一根頭髮一百萬分之一的寬度。我們該怎麼精準地做出最薄只有原子厚度,而且還要長得非常均勻的薄膜,例如說3奈米就必須是3奈米,不能多也不能少?

這唯一的方法就是原子層沉積技術(ALD,Atomic Layer Deposition)。

蓋房子的第一步是什麼?沒錯,就是畫設計圖。只不過,在半導體的世界裡,我們不需要大興土木,就能將複雜的電路設計圖直接印到晶圓沉積的材料上,形成錯綜複雜的電路 — 這就是晶片製造的最重要的一環「微影製程」。

首先,工程師會在晶圓上製造二氧化矽或氮化矽絕緣層,進行第一次沉積,放上我們想要的材料。接著,為了在這層材料上雕出我們想要的電路圖案,會再塗上光阻劑,並且透過「曝光」,讓光阻劑只留下我們要的圖案。一次的循環完成後,就會換個材料,重複沉積、曝光、蝕刻的流程,這就像蓋房子一樣,由下而上,蓋出每個樓層,最後建成摩天大樓。

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薄膜沉積是關鍵第一步,基底的品質決定晶片的穩定性。但你知道嗎?不只是堆砌磚塊有很多種方式,薄膜沉積也有多樣化的選擇!在「薄膜製程」中,材料學家開發了許多種選擇來處理這項任務。薄膜製程大致可分為物理和化學兩類,物理的薄膜製程包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、分子束磊晶等方式。化學的薄膜製程包括化學氣相沉積、化學液相沉積等方式。不同材料和溫度條件會選擇不同的方法。

二氧化矽、碳化矽、氮化矽這些半導體材料,特別適合使用化學氣相沉積法(CVD, Chemical Vapor Deposition)。CVD 的過程也不難,氫氣、氬氣這些用來攜帶原料的「載氣」,會帶著要參與反應的氣體或原料蒸氣進入反應室。當兩種以上的原料在此混和,便會在已被加熱的目標基材上產生化學反應,逐漸在晶圓表面上長出我們的目標材料。

如果我們想增強半導體晶片的工作效能呢?那麼你會需要 CVD 衍生的磊晶(Epitaxy)技術!磊晶的過程就像是在為房子打「地基」,只不過這個地基的每一個「磚塊」只有原子或分子大小。透過磊晶,我們能在矽晶圓上長出一層完美的矽晶體基底層,並確保這兩層矽的晶格大小一致且工整對齊,這樣我們建造出來的摩天大樓就有最穩固、扎實的基礎。磊晶技術的精度也是各公司技術的重點。

雖然 CVD 是我們最常見的薄膜沉積技術,但隨著摩爾定律的推進,發展 3D、複雜結構的電晶體構造,薄膜也開始需要順著結構彎曲,並且追求精度更高、更一致的品質。這時 CVD 就顯得力有未逮。

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並不是說 CVD 不能用,實際上,不管是 CVD 還是其他薄膜製程技術,在半導體製程中仍占有重要地位。但重點是,隨著更小的半導體節點競爭愈發激烈,電晶體的設計也開始如下圖演變。

圖/Shutterstock

看出來差別了嗎?沒錯,就是構造越變越複雜!這根本是對薄膜沉積技術的一大考驗。

舉例來說,如果要用 CVD 技術在如此複雜的結構上沉積材料,就會出現像是清洗杯子底部時,有些地方沾不太到洗碗精的狀況。如果一口氣加大洗碗精的用量,雖然對杯子來說沒事,但對半導體來說,那些最靠近表層的地方,就會長出明顯比其他地方厚的材料。

該怎麼解決這個問題呢?

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CVD 容易在複雜結構出現薄膜厚度不均的問題。圖/ASM

材料學家的思路是,要找到一種方法,讓這層薄膜長到特定厚度時就停止繼續生長,這樣就能確保各處的薄膜厚度均勻。這種方法稱為 ALD,原子層沉積,顧名思義,以原子層為單位進行沉積。其實,ALD 就是 CVD 的改良版,最大的差異在所選用的化學氣體前驅物有著顯著的「自我侷限現象」,讓我們可以精準控制每次都只鋪上一層原子的厚度,並且將一步驟的反應拆為兩步驟。

在 ALD 的第一階段,我們先注入含有 A 成分的前驅物與基板表面反應。在這一步,要確保前驅物只會與基板產生反應,而不會不斷疊加,這樣,形成的薄膜,就絕對只有一層原子的厚度。反應會隨著表面空間的飽和而逐漸停止,這就稱為自我侷限現象。此時,我們可以通入惰性氣體將多餘的前驅物和副產物去除。在第二階段,我們再注入含有 B 成分的化學氣體,與早已附著在基材上的 A 成分反應,合成為我們的目標材料。

透過交替特殊氣體分子注入與多餘氣體分子去除的化學循環反應,將材料一層一層均勻包覆在關鍵零組件表面,每次沉積一個原子層的薄膜,我們就能實現極為精準的表面控制。

你知道 ALD 領域的龍頭廠商是誰嗎?這個隱形冠軍就是 ASM!ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商,自 1968 年,Arthur del Prado 於荷蘭創立 ASM 以來,ASM 一直都致力於推進半導體製程先進技術。2007 年,ASM 的產品 Pulsar ALD 更是成為首個運用在量產高介電常數金屬閘極邏輯裝置的沉積設備。至今 ASM 不僅在 ALD 市場佔有超過 55% 的市佔率,也在 PECVD、磊晶等領域有著舉足輕重的重要性。

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ASM 一直持續在快速成長,現在在北美、歐洲、及亞洲等地都設有技術研發與製造中心,營運據點廣布於全球 15 個地區。ASM 也很看重有「矽島」之稱的台灣市場,目前已在台灣深耕 18 年,於新竹、台中、林口、台南皆設有辦公室,並且在 2023 年於南科設立培訓中心,高雄辦公室也將於今年年底開幕!

當然,ALD 也不是薄膜製程的終點。

ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商。圖/ASM

最後,ASM 即將出席由國際半導體產業協會主辦的 SEMICON Taiwan 策略材料高峰論壇和人才培育論壇,就在 9 月 5 號的南港展覽館。如果你想掌握半導體產業的最新趨勢,絕對不能錯過!

圖片來源/ASM

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美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

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圖片來源:shutterstock

當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

圖片來源:shutterstock

每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

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就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

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圖片來源:shutterstock

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

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解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

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參考資料

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為什麼同伴會出賣你?從「囚徒困境」來看共犯為什麼先招了!——《大話題:賽局理論》
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・2023/04/22 ・1979字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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合作與私利的權衡:囚徒困境

最廣為人知的賽局理論悖論是囚徒困境,這個賽局由加拿大數學家塔克所命名。塔克教授的囚徒困境賽局就像是好萊塢的犯罪劇情片,有人提供認罪協商給兩名嫌疑犯去供出對方。這個賽局說明了為共同利益而採取聯合行動十分困難,因為人們往往追求私利。

囚徒困境賽局中的誘因屢見不鮮,很適合拿來分析許多領域的問題。從經濟學中公司的競爭,到社會學中的社會規範,到心理學中的決策,到生物學中動物競爭稀缺資源,再到資訊工程中電腦系統競爭頻寬。

囚徒困境是指兩名囚犯陷入「是否要認罪」的心理狀態。圖/《大話題:賽局理論》

阿倫和阿班因為合夥偷車而被捕。警方懷疑他們還涉嫌一起肇事逃逸案件,但沒有足夠的證據起訴他們。兩人被帶到不同的房間分開偵訊。

阿倫和阿班都有兩個可能的行動:保持沉默或認罪。因此,賽局中總共有四種結果。

阿倫沉默,阿班沉默。阿倫認罪,阿班沉默。阿倫沉默,阿班認罪。阿倫認罪,阿班認罪。

刑期長短受到共犯是否認罪的影響。圖/《大話題:賽局理論》

我們可以用策略型式表達這個囚徒困境。支付矩陣中,列代表阿倫的可能行動,欄代表阿班的可能行動。我們在行與列的相交處填入每位參與者的報酬,在本例中也就是他們各自的刑期。

如果兩人都沉默,兩人都將因偷車而服刑一年。這當然不好,所以報酬是負值(阿倫:-1,阿班:-1)。如果兩人都認罪,兩人都要服刑十年(阿倫:-10,阿班:-10)。

囚徒都知道這個支付矩陣,也都知道彼此面對相同的矩陣。

考慮到先認罪的人可以免去刑責,將導致四種可能結果。圖/《大話題:賽局理論》

合作或私利考量下的「最佳解」不同

這是一個同步賽局:即使並非字面意義上的同步,但由於兩人身處不同的偵訊室,做決定時也不知道對方的選擇,因此可以視為同步。

請注意,以策略型式表現賽局,並不意味著我們指出了可能會發生什麼事。我們只是列出所有可能結果,無論合理與否,並且把每個結果中參與者的報酬記下來。

現在,寫下囚徒困境賽局的策略型式後,我們可以嘗試分析可能發生的結果。

兩名囚犯就彼此的利益思考,形成「囚犯困境」的心理狀態。圖/《大話題:賽局理論》

很明顯,如果阿倫和阿班可以共同做決定,兩人會選擇一起沉默,只需要坐牢一年。

但這並非均衡的結果。對阿倫來說,「認罪」的策略絕對優於「沉默」:不管他預期阿班會怎麼做,他的最佳回應都是認罪。

以個人來說,最佳的回應便是「認罪」。圖/《大話題:賽局理論》

同樣地,不管阿班預期阿倫會怎麼做,阿班的最佳回應都是認罪。

在囚徒困境中,納許均衡是兩名參與者都認罪。這個結果的標準寫法是:

{ 認罪,認罪 }

前者是橫列參與者(阿倫)的行動選擇,後者是直欄參與者(阿班)的行動選擇。在均衡中,雙方都要坐牢十年。

即使雙方最佳利益為「沉默」,但在囚徒困境下卻會選擇「認罪」。圖/《大話題:賽局理論》

這屬於柏雷多效率嗎?

一個有趣的問題是,囚徒困境賽局中的納許均衡是否為柏雷多效率?這個資源分配效率的概念是以義大利經濟學家柏雷多(1848 – 1923)來命名。如果再也沒有其他可能的結果可以使至少一人變得更好,但沒有任何人變糟,這樣的結果就是柏雷多效率。

囚徒困境賽局中的納許均衡並非柏雷多效率,因為如果兩人都沉默,每個囚徒都可以變得更好。這也就是「囚徒困境」名稱的由來。

不過,在多數的賽局中,納許均衡就是柏雷多效率。例如在前面電影檔期的賽局中,沒有其他的結果能使雙方以不損及對方的方式獲得更高利益。

囚徒困境並非柏雷多效率,因雙方若選擇共同沉默將能有更好的結果。圖/《大話題:賽局理論》

——本文摘自《大話題:賽局理論》,2023 年 3 月,大家出版出版,未經同意請勿轉載。

大家出版_96
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名為大家,在藝術人文中,指「大師」的作品;在生活旅遊中,指「眾人」的興趣。