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情侶間無法逃避的三大矛盾,你們用了哪種應對策略?

貓心
・2016/03/20 ・6109字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

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文/心靈偵探

有人說,一段愛情關係當中最大的矛盾點就在於人一方面想要親密,但是另一方面又想要有自己的空間,這確實是關係當中,常常困擾人們的議題。

根據傳播學教授 Baxter 的研究,在愛情關係當中,人們都會面臨的三大矛盾:自主與連結的矛盾(autonomy-connection)、開放與封閉的矛盾(openness-closedness),以及可預測性與新奇性(predictability-novelty),這三個矛盾大約佔了所有感情問題的四分之三[1];而在這三個矛盾當中,自主與連結性可能是最重要的矛盾[2][3]。

  • (2016.3.14 J編按:原將 Leslie Baxter 職稱誤植為心理學家,已更正為傳播學教授)

矛盾一:要自主,還是要和你在一起

圖/pixabay

自主與連結是關係當中必然存在的一個矛盾,因為一段關係的建立,必然是關係雙方都拋棄了一部分的自主性,我決定放棄一些和朋友相聚的時間來和你約會,妳決定放棄一些和好姊妹逛街的時間來和我聊天,否則一段關係是不可能建立的。然而,雙方有了過多的連結也將摧毀一段關係,因為這將使雙方都喪失了個人主體性(individual identity)[4],兩個人不論到哪裡都要黏在一起,一方可能連自己去書局看書的時間都沒有了,另一方可能久久都沒時間和朋友碰面了,甚至到了連上廁所都要黏在一起,好像兩個人其實是存在同一個身體裡面似的,這樣一來雙方的自我意識似乎都不存在了。但是過多的自主性也將摧毀個人的主體性[5],因為我們的主體性是從和他人連結當中建立起來的,我是一個樂觀的人、我是一個好強的人,這些性格的描述都是從人與人互動當中建立起來的,如果今天一個人生活在無人島上面,那麼這個人的個性等等,其實和不存在是沒兩樣的,因為他沒有一個比較的標準,他有什麼個性似乎就沒那麼重要了。

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矛盾二:這些話真的不能跟情人說嗎?

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Baxter認為,除了最主要自主與連結矛盾之外,而第二重要的則是開放與封閉矛盾以及新奇與可預測矛盾[6]。所謂的開放與封閉指的是,今天我有一個秘密,我到底該不該讓對方知道呢?我們都知道,關係當中總會有一些不能跟情人說的話,例如我今天要和一個異性朋友出去,講了對方可能吃醋,不說又好像隱瞞著對方不太好。或是假使我過去曾經去過夜店,我不知道我的伴侶能不能接受我有過這樣的行為,但是不說又感覺心裡不太舒坦,那麼這些議題就會造成開放與封閉的矛盾。關係當中同時需要有一些開放性與一些封閉性,因為關係當中開放的接露是親密的必要條件,但是資訊的開放也可能會使我、對方以及這段關係變得脆弱,因此有時候選擇不說也是重要的[7]。

矛盾三:有些規律但偶爾來點驚喜

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而新奇與可預測矛盾指的則是,關係當中需要一些可預測性,但同時也需要一些驚喜[8]。我們會期望伴侶是可以預測的,我要聯絡他的時候能夠找得到他在哪裡,我對於他的生活習慣有一定的了解與熟悉,他不會今天是一個害羞內向文藝青年,明天突然變成一個在山上壓車的飆仔,這樣子也太跳痛了吧!但是關係裡面也需要一些驚喜,不然每次約會都窩在家裡看電影也挺無趣的,突然一起規劃了一趟小旅行,或是生日的時候把自己包裝成禮物送給女朋友,這些都是很浪漫的小驚喜。而Baxter也引用了學習理論心理學家的研究結果,來說明驚喜的重要性,當一段關係模式相處模式太過平凡,平凡到我都知道你下一秒要幹嘛,下一個周末又是兩個人在公園散散步,你回家之後總是打開電視看著連續劇大笑,中午吃飯的時候又要吃巷口的那一家牛肉麵──感情生活如果總是如此的平凡,那麼我們的情感也會變得越來越平淡而終至麻木[9]。所以Baxter就是告訴我們,感情當中除了要有一些規律之外,偶爾還是要來一些小驚喜啦。

應對策略大不同

那麼,伴侶們到底運用了哪些方式來解決關係中的這三大矛盾呢?

Baxter依照過去研究,整理了六種伴侶常見的應對方式[6]:

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應對一:選擇(selection)

選擇,顧名思義就是選擇矛盾兩極當中的一極,關係雙方察覺到矛盾兩極的存在,並選擇其中一個極端,完全放棄另一個極端。例如伴侶使用選擇策略來面對開放與封閉矛盾時,他們選擇了開放的這一極,就是任何秘密都告訴對方,無論是什麼樣的秘密都無所謂,反正就是通通都說出來就對了,我昨天上了幾次廁所阿,你昨天看了幾部謎片阿,雙方對彼此的事情可以說是無所不知,無所不曉。這樣的策略就是選擇。

應對二:循環擺盪(cyclic alternation)

循環擺盪指的是,關係雙方了解矛盾的存在,並輪流選擇不同的極端。例如我就曾聽過樊雪春老師提過的一對伴侶個案,就運用了循環擺盪解決了他們的連結與自主矛盾:關係其中一方喜歡自由,另一方喜歡黏在一起,於是他們商量好,單數周一周見面四次,雙數周一周見面兩次,時而選擇連結的一端,時而選擇自主的一端,如此一來雙方的需求就都能夠被滿足了。或是運用循環擺盪來解決新奇與可預測矛盾:雙方商量好在節日慶祝時會準備小驚喜,但是平常就過平淡的生活,如此一來就能夠同時具有新奇的部分,也有可預測的部分了。

應對三:區隔(segmentation)

區隔,顧名思義就是按照事情進行區隔。例如男生對於運動很有興趣,女生則對藝術很有興趣,然後雙方都很喜歡旅遊,那麼他們就可以利用區隔這個方式來解決自主與連結矛盾:就運動和藝術這兩件事情,雙方就採取自主的方式來面對,男生和他的好哥兒們一起去運動、看比賽,女生則和她的好姊妹們一起學畫畫、看畫展;然後在旅遊這件事情上,雙方就可以採取連結的立場,一起規劃行程一起出去玩。

應對四:適度(moderation)

適度指的是在兩極之間尋找妥協點,並不特別偏向任何一極。例如運用適度的方式來解決自主與連結的矛盾,雙方討論好一天講半個小時電話,其他時間不一定要聯絡,但是一定要講半小時電話,然後那半個小時要專注的聊天,不能同時做其他事情,就是在自主與連結當中找到一個妥協點的方式。

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應對五:曖昧、模糊(disqualification)

透過比較曖昧、暗示性的方式來滿足兩極的需求。例如面對開放與封閉矛盾時,雙方就可能採取模糊策略,對於雙方的秘密睜一隻眼閉一隻眼,你要和其他異性互動是你的事情,我不禁止你,但是你也不要在我面前說其他異性的好,不然老娘就跟你翻臉。情侶們不特別說明白哪些事情是可以做的,哪些事情是不能做的,而是雙方心裡有一個底線,不直接講明,但也不是讓彼此為所欲為。透過這種方式,關係雙方能夠同時滿足開放和封閉的部分,對彼此的事情有所了解,但也都保有一定的私人空間。

應對六:重新框架(reframing)

重新框架,顧名思義就是把原本的看法用新的角度去詮釋。透過重新框架的方式,伴侶們不再把原本矛盾的兩極看做是對立的,反而認為這是必然存在的、可以共存的。例如,面對自主與連結的這個矛盾時,我們就可以用「即使是各自做自己的事情時,內心還是想著彼此、在意彼此的」這樣的觀點來看待自主的時候,就不會認為自主和連結是對立的了。

面對不同矛盾 應對策略大不同

那麼,這三個矛盾到底佔了關係當中的多少比例呢?根據 Baxter 的研究,自主與連結矛盾佔了整個關係發展歷程大約 79% 的比例,開放與封閉矛盾佔了 72%,可預測性與新奇性佔了 69%。在感情的初期,開放與封閉性是最常困擾伴侶的議題,自主與連結的矛盾以及新奇與可預測的矛盾,則在隨後的感情階段當中逐漸增加;而開放與封閉矛盾是短期關係當中最主要的議題,隨著關係時間的拉長而逐漸減少[1]。

而伴侶們面對不同的矛盾,使用的策略又有何不同呢?畢竟不可能每一個策略都適用在每一個矛盾上面,當你使用區隔(segmentation)來面對自主與連結的矛盾時,就必須要經過雙方的討論才可行,因為雙方必須要經過討論,才能劃分清楚哪些是屬於各自做的事情,哪些是屬於一起做的事情;但是當雙方採取區隔(segmentation)來面對開放與封閉矛盾時,就比較不需要經過雙方的溝通,因為關係中的一方可以自由決定自己要分享哪些事情,如果他沒有主動分享,對方也不會知道,因此在開放與封閉議題上,關係雙方就比較不需要經過溝通,分享方可以自由決定要分享多少。

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圖/flickr@Ed Yourdon
圖/flickr@Ed Yourdon

那麼,人們最常使用什麼策略應付呢?

根據Baxter的研究[1],伴侶們最常用來應付自主與連結矛盾的策略是循環擺盪(cyclic alternation)和區隔(segmentation),也就是隨著不同時間,時而黏在一起比較多,時而獨立自主比較多;或是依照不同主題,我們一起打球,但是讀書的時候就各自在家讀。第二常見的策略則是選擇(selection),要嘛就我們都黏在一起,什麼事情都黏死死的,要嘛就乾脆不要這段關係了,我們各走各的路,分道揚鑣。

在面對開放與封閉矛盾時,區隔(segmentation)是最常見的做法,將主題區分成可揭露的話題與禁忌話題(taboo topic),哪些事情是可以聊的?哪些事情是不該碰的?例如「當前的關係狀態」、「和其他人的互動關係等」,就常常被列為關係中的禁忌話題[10](延伸閱讀:為什麼不告訴我?愛情裡的禁忌、欺瞞與逃避)。而第二常見的做法則是適度(moderation,伴侶們各自決定適度的、初淺的揭露,並自己決定要揭露的量有多少)與選擇(selection,大多採取選擇的人會選擇什麼事情都告訴對方,較少人採取什麼都不說)。

對於新奇與可預測矛盾,最常見的方式則是區隔(segmentation),接著是循環擺盪(cyclic alternation)以及選擇(selection)。區隔的做法是,將主題區隔成「關係狀態」與「互動方式」兩大主題,伴侶們希望在關係狀態這一點上面是可以預測的,不會像是《我的失憶女友》電影當中一般,今天是我的女友,明天起床就變陌生人;互動方式上則可以有一些新奇存在,可能今天晚上你突然打電話要約你女友去夜衝,讓平淡的生活多一些新鮮感等等。

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循環擺盪的部分,由於 Baxter 的研究對象是大學生,因此採用這個模式是因為學校行事曆影響所致,在要上課的日子裡,可預測性是很大的,例如你每個禮拜三早上要上社會心理學,我每個禮拜六早上要跟球隊練球,每個禮拜四下午是我們的空堂時間可以一起約會等等,行事曆都排得好好的,自然沒有什麼新奇;但是到了寒暑假期間,彼此就能夠規劃想要的行程,自然就多了許多新鮮感。選擇策略則包含了提高可預測性與提高新奇性兩種,端看當時關係的狀態,例如在關係初期,雙方就選擇提高可預測性這樣的方式,彼此時常主動討論關係的狀態,今天晚上要吃什麼阿,明天要去哪裡玩啊,都規劃的好好的;但是在關係後期,很多事情都變得很平凡時,伴侶就以提高新奇性作為目標,什麼事情都要來點驚喜,每天都挑不一樣的餐廳用餐等等。讀者或許會覺得,這裡的選擇和循環擺盪似乎有些類似,但是循環擺盪指得是有固定的變化週期,而這裡的選擇則是就不同關係階段而言來做不同的選擇。除此之外,Baxter 也提到說,其實要區分伴侶使用了哪些策略本來就是一件很困難的事情,所以有時候並不是那麼容易做一個明確的區分[6],我會寫這一篇文章,主要是希望整理過去研究的資料,幫助讀者更了解愛情關係當中會碰到的主要問題類型,以及提供一些可能的策略來處理感情之間的議題。

那麼,不同伴侶在選擇策略來因應關係中的矛盾時,是否有不同的偏好呢?根據 Baxter 的研究[1],在面對自主與連結矛盾時,無論是關係長度長或是短的關係,通常一開始優先採用的都是適度(moderation)與曖昧模糊(disqualification),儘管這兩個策略並不是應付自主與連結矛盾時最常被使用的策略[前面提到,伴侶們面對自主與連結矛盾時,使用頻率最高的是循環擺盪(cyclic alternation)和區隔(segmentation)],而伴侶們最後使用的策略則是重新框架(reframing),也許是因為在關係初期,伴侶們還不太知道怎麼面對自主與連結這個關係當中最大的矛盾,所以都採取比較中立和比較曖昧的方式面對吧,等到關係比較穩固之後,才開始規劃其他應對方式,將事情區分成可以一起做的和各自獨立做的,將生活中的時間安排成約會的時段和獨立的時段。而到了更後期,伴侶們開始意識的矛盾是必然存在的,也就漸漸地不再將他們視為對立的兩極了。同樣的,伴侶們面對開放與封閉矛盾以及新奇與可預測矛盾時,也採用了類似的方式,適度(moderation)是最早被使用的策略,重新框架(reframing)則是最晚使用的策略。

使用哪種應對方式的情侶,關係滿意度最高?

除了上述提到的內容之外,Baxter 也針對關係滿意度做了一些研究[1],他發現,原來原來關係的長短和關係滿意度高不高是無關的,也就是一段關係並不會因為經營比較久,就來得比較幸福;除此之外,關係滿意度也和三個矛盾項目在關係中的各個階段被提到的比例無關,也就是說,不管關係好不好的伴侶,都會經驗到這三個關係矛盾啦,不代表關係好的伴侶就不會遇到爭執的議題,只是他們比較會解決而已。

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那麼哪些方式比較有助於解決問題呢?面對自主與連結矛盾,使用重新框架(reframing)的伴侶,通常也是對關係比較滿意的伴侶,使用選擇(selection)的伴侶,則通常是關係不好的伴侶。這一個研究結果挑戰了人們平常的刻板印象,原來時時刻刻黏在一起,為了關係放棄自主性的伴侶,常常也是那群對關係不滿意的伴侶。除此之外,面對關係中的開放與封閉連結時,使用曖昧模糊(disqualification)來解決問題的人,通常也是關係比較不好的那群人,這也告訴了我們,雖然相關不等於因果,但是在面對關係中的秘密,如果總是不願意正面溝通,總是用曖昧模糊的方式來相處,可能不會是一個好方法。最後,面對新奇與可預測性矛盾時,使用區隔(segmentation)和重新框架(reframing)的伴侶,也都是關係比較好的那群伴侶,也許就如同前面提到的,伴侶們會希望關係本身是具有可預測性的,但對於關係的互動則可以有些新奇性;而使用選擇(selection)來面對這個矛盾的伴侶,則通常是關係比較不好的伴侶。由這邊的整理也可以發現,最常被伴侶使用的策略,不必然就能讓關係變得比較滿意,只有在應付新奇與可預測性時,區隔(segmentation)這個手段同時是常常被使用的手段與關係滿意度高的手段。

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而值得注意的是,雖然使用重新框架(reframing)這個手段的人,也是在面對自主與連結、新奇與可預測性矛盾時關係滿意度較高的那群人,但是重新框架卻不是一個常常被使用的策略,Baxter 認為,也許是因為重新框架總是在關係後期才被伴侶使用,但是許多伴侶的關係還沒能走到那麼久就分手了。這也告訴我們,如果能夠換個角度看事情,也許將有助於我們化解關係中的矛盾,何必把關係看得那麼死呢?有些人習慣和伴侶黏在一起,不喜歡伴侶和其他異性出門玩,或是不喜歡伴侶去做一些自己喜歡的事情,什麼事情都要跟伴侶一起做;但是研究告訴我們,這樣維持關係的人反而是關係滿意度低的那群人,如果把讓另一半做自己喜歡的事情,也當作是關係當中必然存在的一部分,把自主與連結的矛盾消解掉,或許是讓關係變得更快樂的一種方式喔。

矛盾與應對手段解析

表格

 

 

 

 

 

 

參考資料

[1]Baxter, L.A. (1990). Dialectical contradictions in relationship development. Journal of Social and Personal Relationships, 7, 69-88.

[2] Cupach, W. & Metts, S. (1988) `Perceptions of the Occurrence and Management of Dialectics in Romantic Relationships’, unpublished paper presented at the Fourth International Conference on Personal Relationship, Vancouver, Canada.

[3] Rawlins (1983a)”Negotiating Close Relationship: The Dialectic of Conjunctive Freedoms.’ , Human Communication Research 9: 255-66.

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[4]Askham, J.(1976). Identity and stability within the marriage relationship. Journal of Marriage and the Family, 38. 535-547.

[5]Lock ,A .J.(1986). The role of relationships in development: An introduction to a series of occasional articles. Journal of Social and Personal Relationships, 3, 89-100.

[6]Baxter, L.A. (1988). A dialectical perspective on communication strategies in relationship development. In S. Duck (Ed.), Handbook of personal relationships (pp. 257-274). London: Wiley.

[7]Rawlins, W.K.(1983b)’Openness as Problematic in Ongoing Friendship: Two Conversational Dilemmas’, Communication Monographs 50: 1-13.

[8]Altman, I. Vinsel, A. and Brown, B.B.(1981). Dialectic conceptions in social psychology: An application to social penetration and privacy regulation. In L.Berkowitz(Ed.) Advances in Experimental Social Psychology. New York: Academic Press, pp.107-160.

[9]Kelvin, P.(1977).Predictability , power and vulnerability in interpersonal attraction. In S.W. Duck(Ed.) Theory and Practice in Interpersonal Attraction. London: Academic Press, pp. 355-378.

[10] Baxter, L.A. & Wilmot, W.W. (1985). Taboo topics in close relationships. Journal of Social and Personal Relationships, 2, 253-269.

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貓心
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心理作家。台大心理系學士、國北教心理與諮商所碩士。 寫作主題為「安全感」,藉由依附理論的實際應用,讓缺乏安全感的人,了解安全感構成的要素,進而找到具有安全感的對象,並學習建立具有安全感的對話。 對於安全感,許多人有一個想法:「安全感是自己給自己的。」但在實際上,安全感其實是透過成長過程中,從照顧者對自己敏感而支持的回應,逐漸內化而來的。 因此我認為,獲得安全感的兩個關鍵在於:找到相對而言具有安全感的伴侶,並透過能夠創造安全感的說話方式與對方互動,建立起一段具有安全感的關係。 個人專欄粉專: https://www.facebook.com/psydetective/ 個人攝影粉專: https://www.facebook.com/psyphotographer/

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

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?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

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?

CPU 與 GPU

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。

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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。

依序計算和平行計算

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:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

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:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

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

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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?

圖形處理的例子

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 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

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。

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典型的CPU與GPU架構

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。

結論

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。」

附錄

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?

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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。

註解

(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?

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(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)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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為什麼不要對重聽的阿嬤大叫──不只是沒禮貌的問題
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2024/06/04 ・3173字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 文/張逸屏|雅文基金會聽語科學研究中心 主任/研究員

端午節時,幼兒園大班的晴晴跟著爸爸媽媽回阿嬤家過節,晴晴興奮地跟阿嬤分享前幾天在學校聽的故事「紅盒子裡的祕密」,但是,最近開始出現重聽情況的阿嬤,常常聽不清楚或聽錯,不是說「啥?什麼?」,不然就是把「驢子爺爺」聽成「吳爺爺」。於是,晴晴不自覺地愈講愈大聲,希望能讓阿嬤聽清楚,當阿嬤還是聽得霧煞煞,晴晴只好更大聲!最後,大聲到爸爸從廚房跑出來罵晴晴:「怎麼可以對阿嬤講話這麼大聲、太沒禮貌了!」晴晴委屈地哭了起來……

大家應該都有碰過被身旁的人提醒跟這位長者說話要大聲一點的經驗吧?根據世界衛生組織的數據[1],60 歲以上高齡人口中,約有 1/4 的人患有足以造成生活障礙的聽力損失(disabling hearing loss)。然而,說話大聲一點,真的可以讓重聽的年長者聽得比較清楚嗎?一般來說,嗓門特別小的人,或是原本用悄悄話的方式在說話,這時提高到一般音量應該會有用。然而,若是一般音量的情況下,大聲說話、甚至大吼大叫,其實是不怎麼管用,更可能會有反效果的[2]。這樣違反直覺的情況,是什麼緣故造成的呢?

圖一/大吼大叫往往不會讓重聽的人聽得更清楚(圖片來源:Pixabay)

大聲不是比較聽得清楚嗎?

一般直覺上會認為,既然重聽或有聽力損失,就是講大聲一點應該就能聽得到了,不是嗎?事實上,由於「語音組成」及「聽力損失特性」這兩大因素,會使得加大音量卻反而有聽不「清楚」語音的問題。

然而,在解釋上述兩大因素之前,必須先釐清聽得「到」不一定聽得「清楚」。大家應該都有這樣的經驗,在有噪音或距離較遠的情境下,例如在廚房洗碗時,家人在客廳說話,我們會聽「到」家人在說話的聲音、也可能聽到大致的內容或是部份內容,但卻沒辦法聽「清楚」完整的內容、或是有聽錯的情況。而重聽或聽力損失的情況也很類似,因為聽力損失有不同的程度,一般年長者的重聽不會是完全聽不到的情形,因此老人家常會說「我都有聽到啊!是你講話不清楚。」

語音組成:聲母和韻母

那麼,當音量變大、卻反而「聽不清楚」,到底是什麼原因造成的呢?一般來說,聽不清楚的通常是指語音當中的聲母(子音)無法被完整地傳遞與接收。回想一下,小時候在學注音符號時,拼音時寫在上面的就是聲母(子音)、下面的則是韻母(母音)。圖二以「沙」(/ㄕㄚ/)為例,可以看出子音/sh/(聲母/ㄕ/,但只有氣音的部份)的部份音量小,且集中在高頻帶,而母音/a/(韻母/ㄚ/)的部份則是音量大,且相對集中在較低頻的區塊。然而,當我們試著說大聲一點,也就是把音量放大時,無論我們怎麼嘗試,都只能放大母音部份的音量[3],子音部份的音量都還是很小。甚至,我們可以試試看只針對子音的部份(如/sh/, /s/, /t/等音)「大叫」,會發現根本沒有辦法做到。

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圖二/語音的組成分為聲母(子音)和韻母(母音)。以「ㄕㄚ」(/sha/)音為例,從上半部的聲音波形可看出,子音(/sh/)的音量(振幅)比母音(/a/)要小得多;下半部則是聲譜圖(spectrogram),縱軸代表頻率,子音(/sh/)的頻率成份集中在高頻帶(黑色集中在較上方),母音(/a/)則是低頻相對較多。

然而,在語音中音量較小的子音才是主要提供清晰度的來源[3,4],曾有研究發現,若將語音中子音主要所在的高頻帶(1000 Hz 以上)去除掉之後,語音清晰度只剩不到 40%;反之,若將母音主要所在的低頻帶(500 Hz 以下)去除,語音清晰度仍有 95%[4]。試試看,若將一句話當中的子音都省略掉,那麼「他今天去上班」就會變成「阿因煙玉ㄤˋ安」,會變得非常非常難以理解。

聽力損失的特性:高頻通常較嚴重

大多數老年性的聽力損失是屬於高頻聽損[5],也就是在較高頻率的部份比較聽不清楚。這個類型的聽損者,就常會有前面所提到的感受:「我都有聽到,但我就是聽不清楚、沒有辦法理解內容!」而如果本文一開始提到的晴晴,因為阿嬤聽不清楚而愈說愈大聲時,卻如同前述,語音當中只有阿嬤原本就聽得到的母音部份變大聲了,但應該是要帶來語音清晰度的子音卻沒有辦法同樣變大聲。即使說話者不斷把音量加大,原本是希望能讓對方聽清楚,豈料適得其反,讓子音和母音之間的音量差距更大,更加劇了不清晰的問題,造成了愈大聲反而愈聽不清楚的矛盾現象。

助聽器科技來幫忙:音量壓縮

那麼,要如何才能讓重聽的長輩,或是聽力損失者能夠聽得清楚呢?如果對生活溝通已經造成困擾,應該要尋求專業耳科醫師和聽力師的協助,嘗試配戴設定適當的助聽器。助聽器的功能不只是放大聲音,還具備了「音量壓縮」的科技[6],讓小聲的聲音放大較多、大聲音量的聲音放大少一些。若套上前述子音和母音相對音量的概念,那就是能讓較小聲、原本聽不清楚的子音變得清楚,提高語音的清晰度。不過,配戴助聽器會需要一段時間的適應,同時也需要和聽力師討論生活上聆聽的需求,才能找到最適合自己的設定。並不是到藥局隨意買一副助聽器,以為戴上就能解決聆聽的所有困難喔!

和聽損者談話的小撇步:正常音量、稍慢語速、發音清楚

除了配戴助聽器之外,溝通策略[1,7]的運用也很有幫助註1。從前面的解釋已經了解到,大吼大叫對聽損者理解語音不但沒有幫助,甚至會有反效果。所以在語音本身上面,可以調整的部份不在音量,而是速度和發音清楚。因此,用一般的音量、語速稍微放慢、發音清楚一點但保持自然,這幾個小撇步可以幫助聽損者聽清楚。同時也可試著換句話說,或是搭配手勢動作來幫助理解。

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其他還有一些策略,包括先取得聽損者的注意力,讓他知道您在跟他說話,避免環境噪音或多人同時說話,這些方法可讓聽損者專注在要聽取的語音訊息上,並減少干擾。此外,建議環境的光線要充足,並可稍微靠近聽損者、讓他能看清楚您的臉部,這麼做可讓聽損者獲取臉部表情和口形等線索,幫助解讀語音訊息的內容,即便聽損者不一定有練過讀唇,但口形線索確實會有幫助,您可以留意看看在很吵雜時,若能看到說話者的臉及口形(當對方沒有戴口罩)時,會比較容易聽清楚。

相信若是晴晴運用了上面所提到的這些溝通策略,不但可以快樂地跟阿嬤分享在學校發生的事,享受愉快的祖孫親情時光,也不會被爸爸罵對阿嬤沒禮貌了喔!

圖三/與聽損者談話時,除了正常音量、稍慢語速、發音清楚等小撇步以外,在光線充足的地方談話,讓聽損者能看到說話者的臉部表情和口型輔助語音接收,也是很好的策略。(圖片來源:Pixabay)

註1 :欲了解更多溝通策略,可參考雅文基金會「聽損溝通小學堂」和「微聽損網站-聽說策略」

參考資料

  1. World Health Organization. (2024/02/02). Deafness and hearing loss. Retrieved from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/deafness-and-hearing-loss
  2. Painter, K. (2013/03/10). How to talk to a hearing impaired person? Don’t shout. USA TODAY. Retrieved from https://www.usatoday.com/story/news/nation/2013/03/10/talking-hearing-impaired/1965127/
  3. DPA Microphones. (2021/03/04). How to improve speech intelligibility when amplifying the voice. Retrieved from https://www.dpamicrophones.com/mic-university/how-to-improve-speech-intelligibility-when-amplifying-the-voice
  4. DPA Microphones. (2021/03/03). Facts about speech intelligibility. Retrieved from https://www.dpamicrophones.com/mic-university/facts-about-speech-intelligibility
  5. Victory, J. (2024/02/21). Understanding high-frequency hearing loss: This kind of hearing loss affects speech clarity. Retrieved from https://www.healthyhearing.com/report/52448-Understanding-high-frequency-hearing-loss
  6. 張逸屏(2022/01/07)。長輩常抱怨助聽器噪音大?——孝子們該認識的「音量壓縮」科技。泛科學。取自https://pansci.asia/archives/339307
  7. UCSF Health. (n.d.). Communicating with people with hearing loss. Retrieved from https://www.ucsfhealth.org/education/communicating-with-people-with-hearing-loss

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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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賭博與愛情公式:用數學擬定你的擇偶策略——《數盲、詐騙與偽科學》
大牌出版.出版大牌_96
・2024/01/06 ・2486字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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理解期望值,有助於分析賭場裡的大部分賭局,以及美國中西部和英國的嘉年華會中,常有人玩、但一般人比較不熟悉的賭法:骰子擲好運(chuck-a-luck)。

招攬人來玩「骰子擲好運」的說詞極具說服力:你從 1 到 6 挑一個號碼,莊家一次擲三顆骰子,如果三個骰子都擲出你挑的號碼,莊家付你 3 美元。要是三個骰子裡出現兩個你挑的號碼,莊家付你 2 美元。

假如三個骰子裡只出現一個你挑的號碼,莊家付你 1 美元。如果你挑的號碼一個也沒有出現,那你要付莊家 1 美元。賽局用三個不同的骰子,你有三次機會贏,而且,有時候你還不只贏 1 美元,最多也不過輸 1 美元。

我們可以套用名主持人瓊安.李維絲(Joan Rivers)的名言(按:她的名言是:「我們能聊一聊嗎?」),問一句:「我們能算一算嗎?」(如果你寧願不算,可以跳過這一節。)不管你選哪個號碼,贏的機率顯然都一樣。不過,為了讓計算更明確易懂,假設你永遠都選 4。骰子是獨立的,三個骰子都出現 4 點的機率是 1/6×1/6×1/6=1/216,你約有 1/216 的機率會贏得 3 美元。

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僅有兩個骰子出現 4 點的機率,會難算一點。但你可以使用第 1 章提到的二項機率分布,我會在這裡再導一遍。三個骰子中出現兩個 4,有三種彼此互斥的情況:X44、4X4 或 44X,其中 X 代表任何非 4 的點數。而第一種的機率是 5/6×1/6×1/6=5/216,第二種和第三種的結果也是這樣。三者相加,可得出三個骰子裡出現兩個 4 點的機率為 15/216,你有這樣的機率會贏得 2 美元。

圖/envato

同樣的,要算出三個骰子裡只出現一個 4 點的機率,也是要將事件分解成三種互斥的情況。得出 4XX 的機率為 1/6×5/6×5/6=25/216,得到 X4X 和 XX4 的機率亦同,三者相加,得出 75/216。這是三個骰子裡僅出現一個 4 點的機率,因此也是你贏得 1 美元的機率。

要計算擲三個骰子都沒有出現 4 點的機率,我們只要算出剩下的機率是多少即可。算法是用 1(或是100%)減去(1/216 +15/216 + 75/216),得出的答案是 125/216。所以,平均而言,你每玩 216 次骰子擲好運,就有 125 次要輸 1 美元。

這樣一來,就可以算出你贏的期望值($3×1/216)+($2×15/216)+($1×75/216)+(–$1×125/216)=$(–17/216)=–$0.08。平均來說,你每玩一次這個看起來很有吸引力的賭局,大概就要輸掉 8 美分。

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尋找愛情,有公式?

面對愛情,有人從感性出發,有人以理性去愛。兩種單獨運作時顯然效果都不太好,但加起來⋯⋯也不是很妙。不過,如果善用兩者,成功的機率可能還是大一些。回想舊愛,憑感性去愛的人很可能悲嘆錯失的良緣,並認為自己以後再也不會這麼愛一個人了。而用比較冷靜的態度去愛的人,很可能會對以下的機率結果感興趣。

在我們的模型中,假設女主角——就叫她香桃吧(按:在希臘神話中,香桃木﹝Myrtle﹞是愛神阿芙蘿黛蒂﹝Aphrodite﹞的代表植物,象徵愛與美)有理由相信,在她的「約會生涯」中,會遇到 N 個可能成為配偶的人。對某些女性來說,N 可能等於 2;對另一些人來說,N 也許是 200。香桃思考的問題是:到了什麼時候我就應該接受X先生,不管在他之後可能有某些追求者比他「更好」?我們也假設她是一次遇見一個人,有能力判斷她遇到的人是否適合她,以及,一旦她拒絕了某個人之後,此人就永遠出局。

為了便於說明,假設香桃到目前為止已經見過 6 位男士,她對這些人的排序如下:3—5—1—6—2—4。這是指,在她約過會的這 6 人中,她對見到的第一人的喜歡程度排第 3 名,對第二人的喜歡程度排第 5 名,最喜歡第三個人,以此類推。如果她見了第七個人,她對此人的喜歡程度超過其他人,但第三人仍穩居寶座,那她的更新排序就會變成 4—6—1—7—3—5—2。每見過一個人,她就更新追求者的相對排序。她在想,到底要用什麼樣的規則擇偶,才能讓她最有機會從預估的 N 位追求者中,選出最好的。

圖/envato

要得出最好的策略,要善用條件機率(我們會在下一章介紹條件機率)和一點微積分,但策略本身講起來很簡單。如果有某個人比過去的對象都好,且讓我們把此人稱為真命天子。如果香桃打算和 N 個人碰面,她大概需要拒絕前面的 37%,之後真命天子出現時(如果有的話),就接受。

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舉例來說,假設香桃不是太有魅力,她很可能只會遇見 4 個合格的追求者。我們進一步假設,這 4 個人與她相見的順序,是 24 種可能性中的任何一種(24=4×3×2×1)。

由於 N=4,37% 策略在這個例子中不夠清楚(無法對應到整數),而 37% 介於 25% 與 50% 之間,因此有兩套對應的最佳策略如下:

(A)拒絕第一個對象(4×25%=1),接受後來最佳的對象。

(B)拒絕前兩名追求者(4×50%=2),接受後來最好的求愛者。

如果採取A策略,香桃會在 24 種可能性中的 11 種,選到最好的追求者。採取 B 策略的話,會在 24 種可能性中的 10 種裡擇偶成功。

以下列出所有序列,如同前述,1 代表香桃最偏好的追求者,2 代表她的次佳選擇,以此類推。因此,3—2—1—4 代表她先遇見第三選擇,再來遇見第二選擇,第三次遇到最佳選擇,最後則遇到下下之選。序列後面標示的 A 或 B,代表在這些情況下,採取 A 策略或 B 策略能讓她選到真命天子。

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1234;1243;1324;1342;1423;1432;2134(A);2143(A);2314(A, B);2341(A, B);2413(A, B);2431(A, B);3124(A);3142(A);3214(B);3241(B);3412(A, B);3421;4123(A);4132(A);4213(B);4231(B);4312(B);4321

如果香桃很有魅力,預期可以遇見 25 位追求者,那她的策略是要拒絕前 9 位追求者(25 的 37% 約為 9),接受之後出現的最好對象。我們也可以用類似的表來驗證,但是這個表會變得很龐雜,因此,最好的策略就是接受通用證明。(不用多說,如果要找伴的人是男士而非女士,同樣的分析也成立。)如果 N 的數值很大,那麼,香桃遵循這套 37% 法則擇偶的成功率也約略是 37%。接下來的部分就比較難了:要如何和真命天子相伴相守。話說回來,這個 37% 法則數學模型也衍生出許多版本,其中加上了更合理的戀愛限制條件。

——本書摘自《數盲、詐騙與偽科學》,2023 年 11 月,大牌出版,未經同意請勿轉載。

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大牌出版.出版大牌_96
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