3.1 - 动机和经济学
我们继续讨论与人而不是设备相关的设计元素和功能，特别是动机和经济学。
技术尚未发展到复杂系统无需人工干预就能运作的地步。它们对于各种各样的物理和心理任务都是必不可少的。满足人们的需求和愿望也是拥有这些系统的目的。然而，人是复杂的个体，人群也形成复杂的系统。
人们往往不能完全理解自己和自己的行为原因，更难以理解他们作为群体如何运作。人们可以接受教育，但他们不能像硬件那样被设计。因此，我们必须充分了解人们，以便在我们的设计中考虑他们的能力和需求。
研究人们在群体中如何互动被称为 **社会科学**。这是一个庞大的研究领域，可以在维基百科的 **社会科学概要** 中找到主题列表。在这本书中，我们将限制自己讨论与自我改进系统和种子工厂相关的主题。
作为拥有自由意志的个体，人们需要足够的动力来建造这样的系统，或者优先建造它们而不是传统的系统。否则，他们就不会付出努力去这样做。所以，我们首先看看可能促使人们参与这些项目的个人和社会原因。建造这样的系统需要除了直接人力之外的其他投入。这些投入的不完全清单包括土地、工具、材料、能源、资金和信息。经济学研究了这些投入如何被应用于供应商品和服务。经济原因也是人们和整个社会的重要动力。所以，我们接下来看一下这个主题。
我们可以将动机归类为个人原因，这些原因会导致个人采取行动，以及社会原因，这些原因会导致更大的群体采取行动，即使某些成员本身没有足够的动机。人和群体在个体上不同于其他人和群体，而人作为一类不同于群体作为一类。我们在这里提出的动机并不一定适用于所有人或所有群体。对于某些人和群体来说，它们根本不适用。他们将完全对我们讨论的项目不感兴趣。实现这些项目并不需要全民参与。你只需要足够感兴趣且有动机的人参与某个项目。
人们有基本的生物需求，这些需求促使他们行动。例如，当你饿的时候，你会被促使准备饭菜或去餐馆。大多数人都有远见，会在这些需求变得迫切之前采取行动。所以我们做一些事情，比如工作、赚钱，然后用这些钱来储备食品或外出就餐。如果可以通过使用种子工厂等自我改进系统，以更少的工作来满足生物需求，这将是一个采取行动并建造它们的理由。
必要性也是一个强大的驱动力。智能工具可能会淘汰工作岗位，这些工具只需要很少的人来运行。因此，人们可能会被驱使直接满足他们的需求，而不是通过工作来满足。这包括为自己使用一些智能工具。要采取这种行动，他们需要知道这种可能性存在。因此，告知人们将成为未来项目的要素。
人们也有心理驱动，这些驱动不是生物学上的必要性，但仍然会促使他们行动。这些包括对自主权、公平、包容、改进、目标和尊重的渴望。在自我改进系统能够帮助满足这些愿望的程度上，人们也会被激励参与其中。
最后，有一些外部原因使得这些系统比当前的系统更好。这里的外部是指不直接影响个人的需求和愿望。例如，自我改进设计可能会使用更多可再生能源和回收材料，因此对环境更好。
人类是 **社会动物**，因此他们形成群体并定期互动。他们这样做超出了继续物种所需的交配和育儿的生物学基本功能。我们创建了种类繁多的社会群体，从大家庭、交换恩惠的邻居到复杂的正式和合法组织，比如政府和大型公司。几乎每个人都属于多个群体，无论是自愿还是出于必要。群体可以有不同于其成员的理由和动机。例如，大多数人不愿死亡，但军队本质上会使其成员面临更高的死亡风险。
个人可以为自己生产某些物品，例如通过木工制作家具。自我扩展的生产系统可能足够复杂，需要各种各样的技能和设备，超出一个人的典型供应范围。要完成这些项目，他们可以组成各种非正式或正式群体。这使他们能够收集完成所有必要任务所需的资源和技能。以下是按形式化程度递增排列的几个例子
- 一个贸易网络，人们根据需要交换产品和熟练劳动，
- 一个合作社，更定期地为更大的设备和车间汇集资金和努力，以及
- 像公司这样的正式商业组织，以盈利为目的持续运营。
维持群体凝聚力和处理人际互动需要额外的努力。因此，像上面列出的这些群体需要在群体层面上有理由，超出个人的理由，来维持他们的努力。群体层面的动机可以包括从友谊、经济利益到公共利益的任何事物。
**经济学** 是一门社会科学，关注决定商品和服务生产、分配和消费的因素。人们需要食物、住所和水等实物商品。他们还渴望超出这些基本需求的东西，比如教育、医疗保健和娱乐。
这些商品和服务通常由其他人提供。现代文明足够复杂，以至于尝试自己做所有事情并不高效。所以人们在某项特定任务上专业化，或者为一家专业化的组织工作。然后他们交换他们需要和想要的东西，但不会自己供应。这些东西的交易价值足够高，以至于大多数人需要在他们的“工作年”中花费大量时间来获得它们。
一种商品直接换取另一种商品，或者 **以物易物**，会增加寻找匹配需求的工作量，即每个交易者都想要对方拥有的东西。更有效的方式是交易一种大多数人接受的中间商品—— **货币**。由于大多数人都接受它，你只需要匹配一个需求即可完成交易。货币反过来被交易为其他商品和服务。由于货币使用频率很高，其他商品和服务的价值通常用完成交易所需的货币数量来衡量。
经济学是一个足够复杂的学科，以至于整个大学部门都致力于它，所以我们在这里不会提供完整的讨论。相反，我们将重点介绍几个与自我改进相关的概念，并将您推荐至该主题的 **详细概要**，以便获得更多信息。
**指数增长** 在数学中是指函数相对于时间的变化与其当前值成正比。它可以用以下公式表示
其中，x0 是初始值，r 是每个时间段的增长率，例如 5% 或 0.05，t 是时间变量，xt 是 x 在时间 t 的值。在经济学中，这通常被称为 复利，其中利率是每个时间段的百分比增长率，通常以年为单位。复利是指每年绝对增长取决于原始金额加上前几年的累计利息，这会随着时间推移而增加。因此，绝对增长率不断上升，而每个时间段的百分比增长率保持不变。指数增长发生在生物学和物理学等其他领域。与我们讨论相关的意义在于，以与其规模成比例的速度生产新设备的生产系统也会呈指数级增长。
许多商品的成本很高，因为产出数量与投入工作量呈线性关系。例如，在建筑行业，建造下一栋房子所需的劳动量与建造上一栋房子所需的劳动量大致相同。然而，如果你种下一些橡子，你最终可能会得到一片橡树林——从给定的工作量中获得指数级更大的结果。这是因为树木可以转换的阳光和材料的量与其叶面积成正比。而叶面积又是树木的一部分，每年都会增长。单个树木有尺寸和年龄限制，因此增长是通过每棵树产生许多橡子来开始更多树木来实现的。如果我们将这种增长、自我扩展和繁殖应用于非生物系统，它会从根本上改变给定工作量的回报，使其从线性变为指数。这是开发能够生长和复制的人工系统的强烈动机。
在金融和投资领域，人们普遍认识到，如果不断再投资，则恒定的利率会导致资金以指数级增长。但这增长依赖于他人的工作。他们工作成果的产出仍然大多是线性的，因此受到限制。为了使整个社会呈指数级增长，要么利用生物学——增加人口并利用农业，要么利用模拟生物自身复制的系统。由于人口和我们对地球环境的影响正在达到不可持续的水平，因此只留下改进人工系统作为实现可持续发展和增长的途径。
3.2 - 生产类别
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除非你喜欢观看复杂的工厂运转作为娱乐，否则一个自我扩展的工厂将被建造来满足一些经济目的，通常是人们想要的成品和服务。当它使用部分产能进行自我维护和增长时，可供使用的成品数量就会减少。
在设计和分析时，我们可以将产出划分为 内部生产，供工厂自身使用，和 外部生产，供其他用户使用。内部生产可以进一步细分为 运营，用于维持工厂所需物品，如电力和维修零件，以及 改进，用于升级或扩展的物品。
任何未用于维护和改进的生产部分都可以供其他用户使用。分配给外部生产的部分可以细分为 私人产出，提供给工厂所有者，以及 市场产出，出售或交易给其他人。
如何划分产出主要取决于所有者的选择。例外是运营维护，如果他们不想让工厂发生故障或磨损，这是必须的。所有者可以选择一个增长策略，将大部分产出用于扩展，并将私人产出和市场产出推迟到以后。他们也可以选择一个更加平衡的方法，即兼顾增长和外部产出。一种将所有可用产出输出的无增长策略与传统工厂没有太大区别，并且消除了使用自我改进方法的大多数原因。
3.3 - 生产利润率
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在企业财务中，营业利润率 是营业收入除以营业收入，通常以百分比表示。它是衡量企业通过运营产生的盈余或利润的指标，不包括金融和资本。传统的企业需要大于零的营业利润率才能继续运营。对于一个自我改进的系统，大部分产出可以用于内部升级和增长，或者直接由所有者使用。在这种情况下，净收入和收入可能不是有意义的指标，因为大部分产出都没有出售。
对于这种类型的系统，我们可以用除货币之外的其他单位定义 生产利润率。这些类型的指标将更好地反映其运营状况。外部利润率 是外部产出（如上定义）与总产出的比率。它是衡量可以离开系统的产出数量的指标。可以用能量、质量、零件数量或其他单位来衡量。
一个传统的例子是核电站。它生产的部分电力由工厂自身用于照明和设备。能量方面的外部利润率是指可以输送到工厂外部客户的总电力的百分比。总利润率 将用于改进的部分添加到外部利润率中。这排除了运营，即维持工厂运行所需的物品。然后，总利润率是超过维持运营所需的部分。与传统的营业利润率一样，总利润率需要大于零才能继续运营。否则，工厂的消耗速度将快于其补充速度，最终将停止工作。
3.4 - 运营成本
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一个理想的自我改进系统不仅能生产所有自己的零件，还能在没有额外劳动力的情况下扩展其产出范围，并且不需要从其自有资产之外获取物资。因此，从投入成本的角度来看，改进将是“免费的”。持续运营只需要支付内部使用的能源和原材料成本。按照传统标准，营业利润率将非常高。
由于多种原因，这种理想很可能无法实现。其中包括自操作技术的水平、当地没有发现的稀有材料以及试图在内部生产所有类型的零件的难度和成本。一些劳动和外部供应将需要使用，因此增长会产生一些成本，超过了生产运营的成本。
一个实际系统在内部可以供应的零件和材料的比例降低了初始启动成本、扩展成本以及后来成熟系统产生的生产成本。例如，假设一个种子工厂的规模是最终工厂的 10%，最初可以生产 60% 的扩展用零件。然后，它增长到在全尺寸时生产 90% 的零件。那么，总资本成本将比直接建造成熟工厂低约 75%。产出与资本成本的比率越高，开发这种系统的经济理由就越强。
3.5 - 生产力
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在经济学中，劳动生产率 定义为产出价值除以生产这些产出所需的劳动时间。一个理想的自动化系统只需要一个人在电脑屏幕上按下“开始”按钮，然后等待产品完成。因此，劳动生产率将非常高。智能工具（自动化、机器人、软件和 AI）尚未达到这种水平。即便如此，自我改进系统也可以设计为添加现有的智能工具，并在这些工具变得可用时升级到使用更好的工具。例如，自动驾驶技术可以应用于工厂的机器人车辆。工厂的早期阶段可能使用人工来手动移动零件和材料，然后升级到电动机器，如叉车。最终，这些可以升级到没有驾驶员的机器人车辆。
如果生产过程中的各个步骤在物理上彼此靠近，并且处于协调控制之下，那么与传统的地理位置分散的专用工厂相比，可以使用更多的智能工具。例如，一个工业园区可能拥有不同的业主，他们从事不同的生产任务。但他们的邻近性允许轻松的交流和自动转移物理物品。相对于人工而言，总体产量的提高是共同定位的动力。
除了用货币价值来衡量生产率的标准方法外，我们还可以应用其他产出衡量指标，例如相对于所需劳动力而言的质量。生产率比率是指与没有这些特征的传统工厂相比，自我改进和智能工厂能够生产多少更多。对于生产大部分自有资本设备的工厂，我们可以定义一个包括设备中体现的劳动的系统生产率指标。因此系统生产率为
- (总产出)/(直接生产劳动 + 资本设备劳动)。