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科技/西洋棋盤與成長極限

劉康克
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劉康克

1992-10-15

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科技/西洋棋盤與成長極限
 

本文出自 1992 / 11月號雜誌 第077期遠見雜誌

退隱了二十年的世界西洋棋王巴比費雪,最近忽然復出,在烽火連天的巴爾幹半島,與他的宿敵史巴斯基對決,吸引了全世界的矚目。

西洋棋據說是古波斯人發明的。當年的波斯王迷上了在那八八六十四格黑白交錯的棋盤上的遊戲,要大大地犒賞發明這棋戲的宰相,就問他要什麼?宰相說他所要的很簡單,就是在棋盤上擺上穀子,第一格放一粒,第二格放二粒,第二格放四粒,如此下去到第六十四格就可以了。波斯王想這太容易了,就答應了他的請求。

「無限成長」只存在於數學中

穀子一粒一粒地放下去,第一列的最後一格是一二八粒,到第二列最後一格時就是三八七六八粒,如此繼續放,數目迅速增加。當真要放到第六十四格,那數字就大得驚人,超過九百萬兆粒(九後面十八個零)。如果每粒穀子平均重三十毫克,那麼全棋盤的穀子就重達五千五百三十四億公噸,這幾乎是現在全世界每年穀物產量的三百倍,顯然,國王的這個應許是不可能實現的。

這個故事凸顯了幾何級數成長的驚人。中國人玩雀牌算「翻」,也是用幾何級數計錢。如果一翻十元,兩翻就二十元,三翻就四十元,如此下去到十翻時就五千一百二十元,再下去輸家就要破產了,所以我們的祖先很聰明,在五翻或七翻時,就叫做滿貫,超過了滿貫,錢數就不增加了,除非是更上一層到了清一色之類,但錢數只跳一級,這樣麻將才能打下去。

在其實的世界中,人口成長就是以幾何級數增加。目前全世界約有五十二億人,每年以千分之十七的比率增加。如果從今年起算,明年的人口是五十二億乘以一.0一七,後年是五十二億乘以一.0一七的二次方;如此類推,倍數不變而次方數(指數)每年加一,所以這種成長又叫做指數成長。

在數學上,指數成長可以趨近無限大,但是在真實的世界裡,這是不可能的。人口成長不是漸趨和緩,達到一個平穩的世界人口數,就是成長到一個世界無法負荷的狀態下而崩潰。兩百年前馬爾薩斯就對人口呈幾何級數增加提出警告,而一九七二年「羅馬俱樂部」出版的「成長的極限」,更指出經濟不可能無限制地成長下去。

警告歸警告,當今世界所消耗的能源和產生的廢物,卻都是隨著人口呈指數成長。以能源消耗來說,雖然一九七0年代的石油危機曾使得能源消耗稍減,但從一九八0年代到現在,每年以千分之二十七的速率成長,比人口成長還快。由於燃燒石化燃料,也使空氣中的二氧化碳以每年千分之四的速率增加。

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地球的「成長極限」何在

在人為的雀戲中,可以任意訂一個滿貫為「成長的極限」,但是在複雜的人類社會中,要將指數成長煞住車是一件非常困難的事情。若要煞住車。必須提出證據,確切地指出地球所能負荷的「成長的極限」是什麼?

現在全世界的科學家開始動員,從事一項「全球變遷」的研究,要探討到底人類把地球改變了多少、大自然還能承受多少的「成長」。進一步,他們會與經濟學家合作,鉤畫出「永續發展」的運作方式。當然最重要的,還要靠社會人文的力量,把這種永續發展的價值觀念和生活方式,推廣給群眾。只是不知道,要達到這種境界,得走到波斯棋盤的第幾格。

(劉康克為中研院地球所研究員)

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