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別跟電腦玩德州撲克

吳京
・2015/01/30 ・1834字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 500 ・六年級

撲克牌或各類的棋藝,數千年來令無數的人為之著迷,究其原因,可用「規則簡單、變化無窮」八個字來形容之。也因如此,進入電腦世代後,卡牌遊戲及棋藝理所當然地成為測式AI人工智慧的指標之一,關於卡、牌、棋的電腦遊戲更是不勝枚舉。

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credit:Sharat Ganapati

雖然說電腦會玩牌、下棋早就不是新聞,但當IBM設計的超級電腦深藍(Deep Blue)打敗世界西洋棋棋王Garry Kasparov時,還是讓世人覺得驚訝,甚至產生人腦不如電腦的感嘆。

是時,乃距今約18年前的1997年。「距今約XX年」這種用語似乎用在50年以上的時間差距比較恰當,然而,在電腦的發展上,5年左右就已是一個世代的交替囉!

2008年時,由加拿大阿爾伯塔大學的電腦科學家所發展的電腦程式「北極星(Polaris)」,在拉斯維加斯所舉辦的人-機德州撲克大賽上,分別對上6位職業級選手,創下了3勝-2負-1和局的亮眼成績。在2015年1月的Science科學期刊上,同個研究團隊更宣稱新一代的電腦程式「仙王座(Cepheus)」可以解構「二人對決的有限注德州撲克比賽」。(取名為「仙王座」玩了一個天文學的梗,由於地球的進動,未來的極軸將指向仙王座而非現在的北極星。)

贏得一場比賽和解構遊戲是二種不同的境界,在賽局理論中,一個已解遊戲代表其數學模式已被掌握,可以推演出最佳的策略,讓全然理性的玩家立於不敗之地,比如說,井字遊戲就是一個怎麼玩也玩不輸的「已解遊戲」。

要解構德州撲克,是一件很瘋狂事,連上述最簡單的圈圈叉叉井字遊戲,交給AI處理,都會被視為一個有765個可能局面,26830個棋局的問題,更何況是52張牌所產生的變化。

當然,18年前的電腦可以打敗世界棋王,現在的程式能破解德州撲克似乎也只是剛好而已。然而,下西洋棋時所有資訊都在棋盤上,電腦可以利用資料庫內的棋譜及演算法,在各種可能中,找出勝算最大的棋步。反觀德州撲克是一種結合公牌撲克梭哈喊注的遊戲,有些資訊是不透明的,而且看過電影「賭神」的人都知道二件事,第一,高義是個雜碎(這不是重點),第二,玩梭哈不只要會算牌,還要有牌運,更要具備會唬人心理素質及特異功能

想當然爾,電腦一定很會算牌,而牌運這種東西,只要玩的局數多一點,在統計上敵我雙方應該是公平的。但,電腦還不至於會唬人吧!?是啦,電腦程式也許不會唬人,不過仙王座(Cepheus)有二座靠山,讓它至少不會被唬

其一是它玩的是「有限注」的德州撲克,代表每次喊(加)注時,僅能增加一單位的籌碼,有了這條規則,就不怕對手大喊一聲「全梭了」,然後在那邊搓牌。另一座山,則是仙王座(Cepheus)真的很會算牌

研究團隊表示,二人對決的德州撲克總共有3.16×1017種遊戲狀態,不過,由於不知道對方的手牌,有些狀態僅能等同視之,對於是否要喊注(bet)、跟注(call)、加注(raise)、過牌(pass)或蓋牌(fold)等等的決策點,剩下3.19×1014個。經過牌局對稱性的數學推算,所有需要處理的資訊,可以縮減到僅有1.38×1013個。

這麼多個決策點,誰來教仙王座(Cepheus)判斷孰優孰劣?答案是沒有人。輸入仙王座的資料僅有遊戲的基本規則而已,仙王座要做正確的決策得靠自已的經驗。這是研究團隊一次用了4000多個CPU,讓仙王座每秒可以跟自已玩60億手的牌,玩了二個月換來的經驗。把全人類有史以來玩牌的次數加起來也沒那它玩1秒那麼多,還要訓練二個月,實在是太犯規了。

但撲克牌總是運氣成份很高的遊戲,所以研究團隊也不敢說仙王座可以百戰百勝,只謙稱可以「本質弱解(essentially weakly solved)」二人對局的有限注德州撲克,意思是這個程式在統計上處於不敗之地。具體來說,如果一個人有跟仙王座同樣的能力,而他每天玩2400場德州撲克,玩了70年,平均而言,他只有1場會輸。

有興趣被挑戰仙王座嗎?你可以在線上跟它對決哦!網址是http://poker.srv.ualberta.ca/play

可惜館主每次連線,網頁都顯示「維修中」,一定是怕我踢館,因為我就是沒有人

參考資料:

  1. 阿爾伯塔大學Cepheus project官方網頁
  2. Know when to fold ’em: Researchers solve heads-up limit hold ’em poker‧” Phy.org Jan 08 2015.
  3. Heads-up limit hold’em poker is solved.” Michael Bowling, Neil Burch, Michael Johanson, Oskari Tammelin, Science, 9 JANUARY 2015, VOL 347 ISSUE 6218,145-149.

本文轉載自吳京的量子咖啡館

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吳京
26 篇文章 ・ 2 位粉絲
正職是二個娃兒的奶爸,副業為部落格《吳京的量子咖啡館》之館主。為人雜學而無術、滑稽而多辯,喜讀科學文章,再用自認有趣的方式轉述,企圖塑造博學又詼諧的假象。被吐嘈時會辯稱:「不是我冷,是你們不懂我的幽默。」


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喝母乳的寶寶能提升神經認知功能?——是真的!而且「曾經喝過就有效」

查克爸
・2021/10/26 ・3015字 ・閱讀時間約 6 分鐘

喝母乳的寶寶,真的會更聰明嗎?母乳不僅能夠提供小寶寶所需的營養以及免疫力,而透過母親的生理機制,更能將各種符合自己孩子需求的成分,客製成孩子專屬的母乳。需要發育大腦,就多給些相關的成分,如果要長肌肉也沒問題,媽媽隨時隨地都準備為孩子產製最適合的母乳,這可是任何產業都難以複製的機能。因此母乳被說是對寶寶是最好的禮物,想當然各種與母乳哺育相關的研究主題,便是眾多學者探討了解的目標。

其中,研究智力發展應該是最吸引人的主題之一,不過目前為止也是有研究指出,母乳哺育的孩子,他們的平均智商與沒有母乳哺育的孩子相差無幾,這不知潑了多少人一身的冷水,掃了無數爸媽的興致。但以前的證據說智商沒差異,不代表新的研究一樣沒差異,科學這件事就是會不斷變化,產出新的結論,全世界仍有不少研究都提出母乳可能使寶寶更聰明。

這次要介紹的羅徹斯特大學醫學中心(URMC)神經科學研究所(Del Monte Institute for Neuroscience)的成果就是其中之一,他們這次提出的新證據是與認知能力有關,而且他們的結論應該會讓人眼睛一亮,因為他們發現,母乳哺育的時間長短與 9-10 歲兒童的部分認知發展有關連,而且只要孩子有吃母乳一段時間就可以看出差異[1]

人類積極探索智力,母乳與智力的關係更是熱門主題之一。圖/Pixabay

改變研究方向,找出母乳與智力之間的正向證據

隨著各種研究產出,我們得以知道智力受到很多變項影響,尤其是與父母親直接相關的因素,例如父母的社經地位、智力程度、學經歷等都可能使孩子擁有較高的智力。換句話說,也就是研究者比較了相同教育程度或是經濟程度的母親後,結論是不管有沒有哺餵母乳,他們孩子的智商分數可能相近。

既然知道多種因素可以影響智力,便要在研究方法的設計下足功夫,因為要盡可能控制所有影響,讓母乳哺育的小孩,以及沒有母乳哺育的小孩都能在同一個基準線上比較,才能看出客觀上的差異,或可說是未能控制好混雜因素[2]

不過就如開頭所說,研究目標、方法不同,看到的成果就不一樣,羅徹斯特大學醫學中心這篇藉由分析青少年大腦認知發展研究計畫[3](The Adolescent Brain Cognitive Development Study;ABCD Study)數據的報告,就看到了母乳與認知的正向關係,改而分析更細項的各種認知能力[4],其涉及了執行與感知、學習、記憶、理解、意識、推理、判斷、直覺和語言相關的等各種任務技能。

認知能力分好多,研究分析哪些?

這個認知研究採用 ABCD 研究數據來探討,但為了減少測量誤差的影響(例如孩童曾經暴露會接觸酒精的環境、未參加訪視的兒童等因素),研究者最終保留了 9,116 名兒童的數據,並以此分析母乳哺育時間與神經認知能力之間的關係。那列入分析的認知能力向度有哪些?

向度一共有三項,而且跟每個人都有關,分別是一般能力(general ability)、執行能力(executive function)以及記憶力(memory),而這三項能力各自有其解釋在,如一般能力,美國心理學會對此提出的解釋定義是,一種可以被衡量的能力,且被認為是基礎能力,用來處理所有與智力相關的任務。

再來是執行能力,這個能力則可用來管理和控制工作記憶、注意力,也跟抽象思考等種種認知過程有關,像是設定目標、想像並預見;最後一個是大家耳熟能詳的記憶力,是透過大腦系統所儲存的訊息,是能回憶特定訊息或曾經有過的經歷。

不過這些能力的發展程度真的能評量嗎?放心,各項認知能力背後有眾多的研究依據,也發展出各種不同的測量方式來評定。像是「魏氏兒童智力量表的矩陣推理測驗」就在這個研究被用來測量知覺推理和組織、空間訊息處理等相關的能力;而美國國立衛生研究院的 NIH Toolbox®-Cognition battery,也在這個研究裡被整合運用評估兒童的神經和行為功能。最後通過次數以極多的神經認知測驗,也才讓研究結果得出有吃母乳的小朋友,是能改善某個認知能力。

針對各種能力、認知所開發的測驗,不斷的被開發出來並應用。圖/Pexels

母乳真的有助於認知能力!是哪一項呢?

研究要分析的有一般能力、執行能力以及記憶力,那究竟哪像能力獲得提升呢?鏘鏘,從數據提供的結論是一般能力(general ability)與母乳哺育的時間長短有顯著關聯[1]。但你可能會說「怎麼才提升一種能力?」,這時候我們要關注的是,在心理學上的一般能力也包含多種能力,一般能力只是所有分向能力的統整稱呼。

研究中把這九千多位 9-10 歲的孩子,依照他們吃母乳的時間長短分成四組,第一組是 0 個月的控制組,接著是三組母乳哺育的實驗組,分別是 1-6 個月、7-12 個月以及吃母乳超過 12 個月的寶寶,可以看到在母乳哺育期最短的 1-6 個組別寶寶,他們在一般能力的測驗結果,比起沒吃母乳的寶寶有所提升,而且隨著母乳哺育的時間變長,孩子們在一般能力的發展程度也越來越高。

用另外一個角度來看研究結果就是,今天有某一個家庭選擇餵養母乳,即便哺育期間落在有點長又不算太長的 2 個月或是半年內,對寶寶的神經認知發展來說也是有幫助的,這也符合研究人員的設定目標,因為這有望幫助改善人們的動機,讓更多人想要母乳哺育,不只告訴每個家庭們可以量力而行,也藉此呼籲政府、社會企業能夠更設身處地為媽媽們著想。

母乳哺育與一般能力認知的關聯性較高,且隨著期間變長而增加。資料/參考資料1

研究成果重要,但更該考慮「人」

各種母乳相關的科學證據報告,讓母乳對孩子的好處不言而喻,這次介紹的研究也是,也的確可以藉由這些證據協助家庭做出決定,讓他們決定是否要餵養母乳,但這篇研究成果的重點,是希望能夠「鼓勵」家庭選擇用母乳哺育寶寶,而不是「非得要」。

不可否認的是,母乳哺育對媽媽們是一個壓力來源,常常聽到「給寶寶最好的」,反而讓各種美好變成壓力,像是聽到哪位媽媽不給寶寶吃母乳,各種批評襲來,不餵母乳變成一種罪過。而如果選擇母乳哺育,又可能因為家人不支持而宣告放棄。

母乳對寶寶有幫助,但家人彼此間的支持才更重要。圖/Pixabay


研究也實實在在告訴我們,餵養母乳的意願及時間長短,可是牽涉眾多因素,其中個體因素如教育程度、年齡會改變想法,還有環境和社會文化影素也會影響,例如就業問題、丈夫支持程度、家人態度也都大大的參雜其中[6]

因此每個家庭間的討論、媽媽的個人意願都很重要,有了共識後再來下決定,而當你們決定好要給寶寶母乳,又就差那決定性的臨門一腳時,不妨想想這篇研究提出的結論,「只要曾經給寶寶喝母乳,便有機會提升他特定的認知能力喔」。

參考資料

  1. Lopez, D. A., Foxe, J. J., Mao, Y., Thompson, W. K., Martin, H. J., & Freedman, E. G. (2021). Breastfeeding Duration Is Associated With Domain-Specific Improvements in Cognitive Performance in 9-10-Year-Old Children. Frontiers in public health, 9, 657422. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.657422
  2. Walfisch, A., Sermer, C., Cressman, A., & Koren, G. (2013). Breast milk and cognitive development–the role of confounders: a systematic review. BMJ open, 3(8), e003259. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2013-003259
  3. https://abcdstudy.org/
  4. https://dictionary.apa.org/cognitive-ability
  5. Natland ST, Andersen LF, Nilsen TI, Forsmo S, Jacobsen GW. Maternal recall of breastfeeding duration twenty years after delivery. BMC Med Res Methodol. 2012 Nov 23;12:179. doi: 10.1186/1471-2288-12-179. PMID: 23176436; PMCID: PMC3568415.
  6. Shi, H., Yang, Y., Yin, X. et al. Determinants of exclusive breastfeeding for the first six months in China: a cross-sectional study. Int Breastfeed J 16, 40 (2021). https://doi.org/10.1186/s13006-021-00388-y

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查克爸
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查克爸|醫學生物技術領域 碩士,現職為開發自然科學評量工具的研究 人員,將各種研究設計為科學教育評量工具的同時,也投入喜愛的科普領域。
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