2016年2月28日 星期日

Emergence 突現

複雜系統裡有時會出現一種叫emergence的現象,中文可以譯作「突現」,意指突然出現、意料之外的意思。什麼樣的系統算是複雜系統需要另外寫一篇專文討論,在這裡,我們姑且按字面上的意思去理解就可以了。emergence牽涉到個體與整體,用最簡單的話講,當許多個體組成一個整體時,如果此整體具備個體所沒有的性質,就是emergence。

emergence並不少見,也不新奇。例如兩單位的氫可以和一單位的氧結合成水,但水具有氫和氧所沒有的性質,水的行為也無法從氫和氧的性質去推論出來。又例如氨那種刺鼻的氣味,也不能從氮氣或氫氣的特性去預料,儘管我們知道氨是如何從氮氣和氫氣產生的。

同樣的個體聚在一起也會產生emergence,比如一條直線。我們可以從這條直線截取一個五公分的線段下來,這條直線仍然是無窮長;我們也可以幫這條直線加入五公分的線段,這條直線仍然是無窮長。雖然這條直線具備了無中生有、化有為無的神奇能力,但它身上的線段卻不行。又比如梅比烏斯帶,它的任何一小段組成都有兩個面,但一個完整的梅比烏斯帶卻只有一個面。

emergence是一道無形的牆,橫在個體與整體之間,望過去什麼也看不到,卻也跨不過去。

原則上,人類只能理解有規律的事物。emergence教人下意識地抗拒,因為人們喜歡追本溯源,喜歡因果上有連續性。像emergence這種因果斷裂的現象對人類的好奇心來說是一個愛恨纏繞的謎,來去無蹤,陰魂不散,無法預料無法捕捉也無法擺脫。

而且,念科學的人多少都有化約傾向,尤其是念物質科學的。我們致力從各種現象中歸納出一條一條的法則,同時盡力減少這些法則的數量,希望能夠以簡馭繁,甚至以此作為一種美學。最好自然界的現象都能從一個起點出發,經過一條規則,通達所有的奧秘。但目前看來這個幻想是不可能的,至少,有emergence就辦不到。

不過這不算壞事,因為我們很快就發現這世界之所以有趣,是因為有emergence。

最接近我們的emergence是我們自己,生命本身就是突現的結果。即便是現在,我們依然只能由生命製造生命,無法將一堆物質賦予生命,儘管我們對每一個生物的原分子組成已經如此瞭解。

當然,心靈意識也是一種emergence。科幻電影中常出現擁有自主意識的AI,這種可能性之所以一直無法排除,多半因為當資訊系統複雜到相當程度時,沒有人知道會不會有emergence。

emergence通常和複雜系統一起出現,或者說一個系統複不複雜,emergence是重要的指標。研究社會科學的主要困難之一,在於人類社會就是一個複雜系統,尤其是經濟學。可以說只要牽扯到許多人,八成就有emergence,像賽局、文化、民族意識、國家意識等等的。

雖然emergence看起來使我們對世界的理解造成了障礙,但於我來說,這也是世界還值得期待的一個理由。因為emergence,我們很難根據現有的狀況去推論未知的領域,就算對眼下的一切已經瞭然於胸,總還有那麼一條線不是握在我們手裡。所以對未來抱持虛浮的期待,所以對貌似的必然懷著希望,就像是愛情。


2016年2月11日 星期四

邊際效用

最近讀到一個詞叫「邊際效用」,據說是額外加進去一個單位所帶來的效果。而且一個東西的價值和它的邊際效用是正相關,所以經濟學上可以用邊際效用來衡量一個物品的價值。

比如說我現在需要一杯水,一杯水對我來說就有價值,但如果再額外給我一杯水,那這杯水對我來說效用就減低很多。所以對我來說一杯水的價值不是很高,因為它的邊際效用不大。可是鑽石就不一樣了,它對我的邊際效用就是大,我也不喜歡拒絕人家,你給多少顆我都會收。於情於理,鑽石都屬於高價值、高邊際效用那一種。因此你連拿兩顆鑽戒去求婚會讓女方笑得更樂,但連拿兩杯水遞過去八成會招來嫌棄。

這樣說起來好像沒問題,但細想下去還是有奇怪的地方。比如去買一瓶台鹽水要45元,買一杯紅茶拿鐵要50元。照理說紅茶拿鐵比較有價值,但如果用邊際效用來估計,情況就不一樣了。當我再得到一瓶台鹽水,我會覺得它的價值還是45元,差不多。但你要再點一杯紅茶拿鐵,八成我會說不用了。一來我喝不完,二來它禁不起放、時間久了就變得難喝,這就是鮮花易老、野草常青的意思。

除非飲料店也可以寄杯,否則這額外的紅茶拿鐵對我來說實在只有送人的用處。所以說超商的寄杯模式是很正確的,不只讓人覺得服務便利,更提高了商品的邊際效用,明顯刺激到購買意願。因此要提高業績,從邊際效用著手是不錯的方向。同樣地,當我手上已經有一個便當,而你再給我一個便當,這個便當的價值會趨近於零。這告訴我們一個人如果要追求效益極大,首先胃口要養得夠大。

再比如行軍。全副武裝加野背是必須的,大小裝備少一樣都不行、都是無價,不管哪一樣缺了我都會立刻陸軍轉空軍、被電到飛天。弔詭的是,如果走著走著你多給我一把槍要我背,或者多給我一支砲要我扛,二話不說我一定用那把槍捅死你。顯然在這裡槍砲的邊際效用不只是低、還是負值,引人不齒,一袋大便的邊際效用都來得要高。

再來到女朋友的邊際效用。當一個單身阿魯走在這樣深的夜、下過雨的街、連星光都要熄滅,迎面而來不是摟摟抱抱就是卿卿我我,這時女朋友對一個阿魯而言價值怎麼估計?就是無法估計,別說掏心掏肺,儲金簿掏出來都可以。

但是當一個有女友的溫拿再捕獲一個小三的時候就玄了。娶妻納妾是男人夢寐以求,叔本華也說照顧多數女性是男人的義務,想起來邊際效用還不壞。但愛情號稱是人類唯一被允許的自私,單數男複數女的組合就算度過了身敗名裂、人財兩失的厄運,也是身前爭吵身後爭產,沒聽過什麼好下場。可惜叔本華不是搞經濟的,否則就請他論證一下這題目了。

總之邊際效用套在女朋友身上不是很靈光,在其他方面也有詭異,看來不能太常用。不過這樣也好,因為當我把身上最滿意的部位拿邊際效用來估計一番,結果只覺得何苦來著……

黑洞的光