3.1 - 動機和經濟學
我們繼續討論與人而不是裝置相關的設計元素和功能，特別是動機和經濟學。
技術尚未發展到複雜系統無需人工干預就能運作的地步。它們對於各種各樣的物理和心理任務都是必不可少的。滿足人們的需求和願望也是擁有這些系統的目的。然而，人是複雜的個體，人群也形成複雜的系統。
人們往往不能完全理解自己和自己的行為原因，更難以理解他們作為群體如何運作。人們可以接受教育，但他們不能像硬體那樣被設計。因此，我們必須充分了解人們，以便在我們的設計中考慮他們的能力和需求。
研究人們在群體中如何互動被稱為 **社會科學**。這是一個龐大的研究領域，可以在維基百科的 **社會科學概要** 中找到主題列表。在這本書中，我們將限制自己討論與自我改進系統和種子工廠相關的主題。
作為擁有自由意志的個體，人們需要足夠的動力來建造這樣的系統，或者優先建造它們而不是傳統的系統。否則，他們就不會付出努力去這樣做。所以，我們首先看看可能促使人們參與這些專案的個人和社會原因。建造這樣的系統需要除了直接人力之外的其他投入。這些投入的不完全清單包括土地、工具、材料、能源、資金和資訊。經濟學研究了這些投入如何被應用於供應商品和服務。經濟原因也是人們和整個社會的重要動力。所以，我們接下來看一下這個主題。
我們可以將動機歸類為個人原因，這些原因會導致個人採取行動，以及社會原因，這些原因會導致更大的群體採取行動，即使某些成員本身沒有足夠的動機。人和群體在個體上不同於其他人和群體，而人作為一類不同於群體作為一類。我們在這裡提出的動機並不一定適用於所有人或所有群體。對於某些人和群體來說，它們根本不適用。他們將完全對我們討論的專案不感興趣。實現這些專案並不需要全民參與。你只需要足夠感興趣且有動機的人參與某個專案。
人們有基本的生物需求，這些需求促使他們行動。例如，當你餓的時候，你會被促使準備飯菜或去餐館。大多數人都有遠見，會在這些需求變得迫切之前採取行動。所以我們做一些事情，比如工作、賺錢，然後用這些錢來儲備食品或外出就餐。如果可以透過使用種子工廠等自我改進系統，以更少的工作來滿足生物需求，這將是一個採取行動並建造它們的理由。
必要性也是一個強大的驅動力。智慧工具可能會淘汰工作崗位，這些工具只需要很少的人來執行。因此，人們可能會被驅使直接滿足他們的需求，而不是透過工作來滿足。這包括為自己使用一些智慧工具。要採取這種行動，他們需要知道這種可能性存在。因此，告知人們將成為未來專案的要素。
人們也有心理驅動，這些驅動不是生物學上的必要性，但仍然會促使他們行動。這些包括對自主權、公平、包容、改進、目標和尊重的渴望。在自我改進系統能夠幫助滿足這些願望的程度上，人們也會被激勵參與其中。
最後，有一些外部原因使得這些系統比當前的系統更好。這裡的外部是指不直接影響個人的需求和願望。例如，自我改進設計可能會使用更多可再生能源和回收材料，因此對環境更好。
人類是 **社會動物**，因此他們形成群體並定期互動。他們這樣做超出了繼續物種所需的交配和育兒的生物學基本功能。我們建立了種類繁多的社會群體，從大家庭、交換恩惠的鄰居到複雜的正式和合法組織，比如政府和大型公司。幾乎每個人都屬於多個群體，無論是自願還是出於必要。群體可以有不同於其成員的理由和動機。例如，大多數人不願死亡，但軍隊本質上會使其成員面臨更高的死亡風險。
個人可以為自己生產某些物品，例如透過木工製作傢俱。自我擴充套件的生產系統可能足夠複雜，需要各種各樣的技能和裝置，超出一個人的典型供應範圍。要完成這些專案，他們可以組成各種非正式或正式群體。這使他們能夠收集完成所有必要任務所需的資源和技能。以下是按形式化程度遞增排列的幾個例子
- 一個貿易網路，人們根據需要交換產品和熟練勞動，
- 一個合作社，更定期地為更大的裝置和車間彙集資金和努力，以及
- 像公司這樣的正式商業組織，以盈利為目的持續運營。
維持群體凝聚力和處理人際互動需要額外的努力。因此，像上面列出的這些群體需要在群體層面上有理由，超出個人的理由，來維持他們的努力。群體層面的動機可以包括從友誼、經濟利益到公共利益的任何事物。
**經濟學** 是一門社會科學，關注決定商品和服務生產、分配和消費的因素。人們需要食物、住所和水等實物商品。他們還渴望超出這些基本需求的東西，比如教育、醫療保健和娛樂。
這些商品和服務通常由其他人提供。現代文明足夠複雜，以至於嘗試自己做所有事情並不高效。所以人們在某項特定任務上專業化，或者為一家專業化的組織工作。然後他們交換他們需要和想要的東西，但不會自己供應。這些東西的交易價值足夠高，以至於大多數人需要在他們的“工作年”中花費大量時間來獲得它們。
一種商品直接換取另一種商品，或者 **以物易物**，會增加尋找匹配需求的工作量，即每個交易者都想要對方擁有的東西。更有效的方式是交易一種大多數人接受的中間商品—— **貨幣**。由於大多數人都接受它，你只需要匹配一個需求即可完成交易。貨幣反過來被交易為其他商品和服務。由於貨幣使用頻率很高，其他商品和服務的價值通常用完成交易所需的貨幣數量來衡量。
經濟學是一個足夠複雜的學科，以至於整個大學部門都致力於它，所以我們在這裡不會提供完整的討論。相反，我們將重點介紹幾個與自我改進相關的概念，並將您推薦至該主題的 **詳細概要**，以便獲得更多資訊。
**指數增長** 在數學中是指函式相對於時間的變化與其當前值成正比。它可以用以下公式表示
其中，x0 是初始值，r 是每個時間段的增長率，例如 5% 或 0.05，t 是時間變數，xt 是 x 在時間 t 的值。在經濟學中，這通常被稱為 複利，其中利率是每個時間段的百分比增長率，通常以年為單位。複利是指每年絕對增長取決於原始金額加上前幾年的累計利息，這會隨著時間推移而增加。因此，絕對增長率不斷上升，而每個時間段的百分比增長率保持不變。指數增長髮生在生物學和物理學等其他領域。與我們討論相關的意義在於，以與其規模成比例的速度生產新裝置的生產系統也會呈指數級增長。
許多商品的成本很高，因為產出數量與投入工作量呈線性關係。例如，在建築行業，建造下一棟房子所需的勞動量與建造上一棟房子所需的勞動量大致相同。然而，如果你種下一些橡子，你最終可能會得到一片橡樹林——從給定的工作量中獲得指數級更大的結果。這是因為樹木可以轉換的陽光和材料的量與其葉面積成正比。而葉面積又是樹木的一部分，每年都會增長。單個樹木有尺寸和年齡限制，因此增長是透過每棵樹產生許多橡子來開始更多樹木來實現的。如果我們將這種增長、自我擴充套件和繁殖應用於非生物系統，它會從根本上改變給定工作量的回報，使其從線性變為指數。這是開發能夠生長和複製的人工系統的強烈動機。
在金融和投資領域，人們普遍認識到，如果不斷再投資，則恆定的利率會導致資金以指數級增長。但這增長依賴於他人的工作。他們工作成果的產出仍然大多是線性的，因此受到限制。為了使整個社會呈指數級增長，要麼利用生物學——增加人口並利用農業，要麼利用模擬生物自身複製的系統。由於人口和我們對地球環境的影響正在達到不可持續的水平，因此只留下改進人工系統作為實現可持續發展和增長的途徑。
3.2 - 生產類別
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除非你喜歡觀看複雜的工廠運轉作為娛樂，否則一個自我擴充套件的工廠將被建造來滿足一些經濟目的，通常是人們想要的成品和服務。當它使用部分產能進行自我維護和增長時，可供使用的成品數量就會減少。
在設計和分析時，我們可以將產出劃分為 內部生產，供工廠自身使用，和 外部生產，供其他使用者使用。內部生產可以進一步細分為 運營，用於維持工廠所需物品，如電力和維修零件，以及 改進，用於升級或擴充套件的物品。
任何未用於維護和改進的生產部分都可以供其他使用者使用。分配給外部生產的部分可以細分為 私人產出，提供給工廠所有者，以及 市場產出，出售或交易給其他人。
如何劃分產出主要取決於所有者的選擇。例外是運營維護，如果他們不想讓工廠發生故障或磨損，這是必須的。所有者可以選擇一個增長策略，將大部分產出用於擴充套件，並將私人產出和市場產出推遲到以後。他們也可以選擇一個更加平衡的方法，即兼顧增長和外部產出。一種將所有可用產出輸出的無增長策略與傳統工廠沒有太大區別，並且消除了使用自我改進方法的大多數原因。
3.3 - 生產利潤率
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在企業財務中，營業利潤率 是營業收入除以營業收入，通常以百分比表示。它是衡量企業透過運營產生的盈餘或利潤的指標，不包括金融和資本。傳統的企業需要大於零的營業利潤率才能繼續運營。對於一個自我改進的系統，大部分產出可以用於內部升級和增長，或者直接由所有者使用。在這種情況下，淨收入和收入可能不是有意義的指標，因為大部分產出都沒有出售。
對於這種型別的系統，我們可以用除貨幣之外的其他單位定義 生產利潤率。這些型別的指標將更好地反映其運營狀況。外部利潤率 是外部產出（如上定義）與總產出的比率。它是衡量可以離開系統的產出數量的指標。可以用能量、質量、零件數量或其他單位來衡量。
一個傳統的例子是核電站。它生產的部分電力由工廠自身用於照明和裝置。能量方面的外部利潤率是指可以輸送到工廠外部客戶的總電力的百分比。總利潤率 將用於改進的部分新增到外部利潤率中。這排除了運營，即維持工廠執行所需的物品。然後，總利潤率是超過維持運營所需的部分。與傳統的營業利潤率一樣，總利潤率需要大於零才能繼續運營。否則，工廠的消耗速度將快於其補充速度，最終將停止工作。
3.4 - 運營成本
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一個理想的自我改進系統不僅能生產所有自己的零件，還能在沒有額外勞動力的情況下擴充套件其產出範圍，並且不需要從其自有資產之外獲取物資。因此，從投入成本的角度來看，改進將是“免費的”。持續運營只需要支付內部使用的能源和原材料成本。按照傳統標準，營業利潤率將非常高。
由於多種原因，這種理想很可能無法實現。其中包括自操作技術的水平、當地沒有發現的稀有材料以及試圖在內部生產所有型別的零件的難度和成本。一些勞動和外部供應將需要使用，因此增長會產生一些成本，超過了生產運營的成本。
一個實際系統在內部可以供應的零件和材料的比例降低了初始啟動成本、擴充套件成本以及後來成熟系統產生的生產成本。例如，假設一個種子工廠的規模是最終工廠的 10%，最初可以生產 60% 的擴充套件用零件。然後，它增長到在全尺寸時生產 90% 的零件。那麼，總資本成本將比直接建造成熟工廠低約 75%。產出與資本成本的比率越高，開發這種系統的經濟理由就越強。
3.5 - 生產力
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在經濟學中，勞動生產率 定義為產出價值除以生產這些產出所需的勞動時間。一個理想的自動化系統只需要一個人在電腦螢幕上按下“開始”按鈕，然後等待產品完成。因此，勞動生產率將非常高。智慧工具（自動化、機器人、軟體和 AI）尚未達到這種水平。即便如此，自我改進系統也可以設計為新增現有的智慧工具，並在這些工具變得可用時升級到使用更好的工具。例如，自動駕駛技術可以應用於工廠的機器人車輛。工廠的早期階段可能使用人工來手動移動零件和材料，然後升級到電動機器，如叉車。最終，這些可以升級到沒有駕駛員的機器人車輛。
如果生產過程中的各個步驟在物理上彼此靠近，並且處於協調控制之下，那麼與傳統的地理位置分散的專用工廠相比，可以使用更多的智慧工具。例如，一個工業園區可能擁有不同的業主，他們從事不同的生產任務。但他們的鄰近性允許輕鬆的交流和自動轉移物理物品。相對於人工而言，總體產量的提高是共同定位的動力。
除了用貨幣價值來衡量生產率的標準方法外，我們還可以應用其他產出衡量指標，例如相對於所需勞動力而言的質量。生產率比率是指與沒有這些特徵的傳統工廠相比，自我改進和智慧工廠能夠生產多少更多。對於生產大部分自有資本裝置的工廠，我們可以定義一個包括裝置中體現的勞動的系統生產率指標。因此係統生產率為
- (總產出)/(直接生產勞動 + 資本裝置勞動)。