【Gene思書齋】專注的超凡力量

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

在這個嘈雜的世界裡，我們不能再那麼漫不經心的看待日常的喧囂。

這些噪音並沒有達到或超過一般所認定的「危險」程度，它們不是新奇的聲音，也不是令人提高警覺的聲音，而是一些持續不斷的聲音，並且它們的聲學特質隨著時間推移後通常還能保持一致。因此，這些聲音傳遞不了多少訊息，它們大部分被視為「背景噪音」，所以經常遭到我們忽略。

不容忽視的背景噪音

我們不去聽這些聲音，但我們是真的沒聽到？或者我們只是在一種持續警戒的狀態下過活？我們都有過這種經驗：聲音消逝後才發現它的存在。

常見的例子有空調壓縮機的運轉聲，或是卡車怠速時的引擎運轉聲，等空調的壓縮機結束運轉循環或卡車引擎關閉後，我們才突然「聽見」了寂靜，然後長舒一口氣，短暫地陶醉在這份平靜裡，直到聲音再次響起或被其他擾人的聲音所取代。

如果我們的耳朵沒有因此受損，而多數時候也可以不去理睬這些聲音，那麼我們還需要關心這樣的噪音所帶來的困擾嗎？科學給我們的答案是：

我們確實該注意這些聲音，並且為我們的大腦感到擔心。

暴露於中等程度的噪音後，聽力閾值屬正常的人可能會在有噪音的環境中出現難以理解語言的情況。除此之外，嘈雜的環境本來就有許多跟聽力無關的負面影響，但這種情況卻時常被低估。

長期暴露在噪音下如住在機場附近，會導致人們感受到整體生活品質的下降、感受到壓力增加並伴隨著壓力荷爾蒙皮質醇（cortisol）的分泌量增加、記憶力和學習能力產生問題、難以執行有挑戰性的任務，甚至會導致血管硬化和其他心血管疾病。

根據世界衛生組織估計，每一年因噪音暴露及其帶來的間接影響（如高血壓和認知表現衰退）而生病、引發殘疾，或早逝的人數相當驚人。

噪音使專注力下降

噪音還會對學習和專注度產生干擾。

在紐約市的公立學校，根據教室所在位置是學校鄰近繁忙的高架鐵路的一側，或是位於可屏蔽火車噪音的另一側，學生的閱讀測驗結果有明顯的差異；教室位於嘈雜側的學生閱讀能力落後同儕三到十一個月。

發現噪音有這般影響之後，紐約市公共運輸局在學校附近的鐵軌上鋪設了橡膠墊，教育局則是在環境最嘈雜的教室裡加裝了減噪建材，這兩項措施共計將噪音強度減少了 6 至 8 分貝，之後，不同教室間學生閱讀測驗的差異很快就消失了。

噪音造成的影響不只局限於聽覺相關，或是語言相關（如閱讀）之類的任務。有一項實驗要求受試者執行追蹤視覺物體的任務：用滑鼠跟著螢幕上一顆會動的球移動，與此同時，螢幕上還有其他動來動去的球。執行這項任務時，因為職業關係而長期暴露在噪音環境中的受試者遇到較多困難，尤其當任務搭配著隨機出現的噪音時更是如此，這些受試者的反應比較慢，無法緊跟著目標球。

睡眠凶手

在《為什麼要睡覺？》（Why We Sleep）一書中，加州大學柏克萊分校的睡眠科學家沃克（Matthew Walker）提到，缺乏良好的睡眠是「二十一世紀人類最大的公共衛生挑戰」。

睡眠逐漸被視為是影響健康的重要因素，我們的心血管系統、免疫系統以及思考能力，都會受到睡眠的影響；噪音是阻礙一夜好眠的最大凶手。噪音，甚至是音量極低的噪音，會破壞睡眠的品質，導致我們醒著的時間變多了，醒來的時間也提早了。

環境中的噪音會影響我們的睡眠品質，促使身體產生動作、從睡眠中醒來，以及心跳速率變快。交通噪音會縮短睡眠時的快速動眼期（rapid eye movement，REM，即做夢期）和慢波期（slow-wave，即深眠期），並降低夜晚睡覺時所感受到的放鬆感受。

——本文摘自《大腦這樣「聽」：大腦如何處理聲音，並影響你對世界的認識》，2022 年 12 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。

• 作者 / 艾佛瑞德 S. 波薩曼提爾、蓋瑞．柯斯、丹妮耶爾．索羅．維葛達默、凱瑟琳．基芙—柯柏曼
• 譯者 / 謝雯伃

減少讓人分心的事物

我們可以輕易看出，若從具挑戰性的問題上分心，就會造成解題的延遲。當我們分心時，我們會跟不上我們已建立起的資訊，因此很難流暢地繼續這項任務。持續經驗到分心，可能會造成你需要重覆開始同一項任務，因為在回想問題目標、變量及已有的成果上，你都會遭遇困難。

一般常會造成人們分心的事物，有電視、有歌詞的音樂、手機、持續進來的電子郵件，以及其他人的存在。有些人回報， 他們在背景有很多噪音的情況下工作狀況會更好；但研究顯示， 通常在沒有造成分心因素的情況下，才會有更好的工作效果。本章後續將會對此進行更多細節討論。

關掉電視及音樂吧，如果用不到電腦網路的話，在你埋頭進行某個專案時也關掉它。把你的手機放在另一個房間裡或者乾脆關機。停止與他人對話（當然是在他們與你要處理的問題無關的情況下）。一個常被忽略但會造成分心的因素是房間的溫度。如果你所在的房間太冷或太熱，你都可能會因為體溫的改變，或是身體上的不適而變得分心。

此外，一個任務越困難，所需耗費的腦力就越多，此時比起一般時刻，更需要將可能讓人從這項任務分心的干擾因素降到最低。回想一下你剛開始學開車時，這對大多數人來說都是相當具挑戰性的任務。許多人回報，在他們對開車駕輕就熟之前，他們必須將車內音樂關到非常小聲，甚至關掉音樂，同時也不能與他人說話，這是因為他們需要集中精神在路況上，才能安全駕駛。

即使現在你已是一名經驗老道的駕駛，你可能還是會發現， 自己在遇到像是在劇烈天氣下行駛、或是在迷路等不尋常行車狀況時，還是會把車內音樂關小或是暫停與他人的對話。在這些情況中，我們的大腦需要更多精力來解決這個迫切的問題。這表示，要將任何不必要的事物減少到最低或完全消除掉。

當然，這表示比起解決較困難的問題，若你解決的是比較容易的問題，你就不需要分配那麼多腦力在這項任務上。然而， 也不要因此就認為解決較容易問題時，分心對於成果不會造成任何影響。當任務較容易時，效率及速度成了關鍵。分心會讓小任務變成大挑戰，並讓簡單的問題變成困難且拖上很久才能解出的問題。思考下面列問題，大多數人都覺得這些題目相對簡單，但你可以試試在分心的情況下（像是開著電視，其他人在房裡說話等情況），盡你所能快速地完成題目，並把你完成每組題目的時間記錄下來。

接著，在沒有分心的情況下完成類似的一組問題。關掉你的手機及其他可能造成你分心的電子裝置。計時看看你花了多少時間完成問題。

你可能會注意到，你花在解第二組問題上的時間較少。你甚至可能會在解第一組問題時犯下一些錯誤，就因為你沒有完全專注在任務上。這兩組問題都只有幾道問題，但若是你有更多題目要解的話又會怎樣呢？更多問題會導致更多的錯誤，以及花在上頭更久的時間。

雖然閱讀本書的大多數人可能期待去學習如何處理冗長且具挑戰性的問題，但我們通常忽略了快速準確地解出更簡單問題的重要性。在現實生活中，我們每天面對許多簡單問題（再加上幾個具挑戰性的問題）。在大多數情況下，我們花在簡單任務上的時間多於實際所需，就因為我們並沒有專注在那項工作。接著，我們就因為分心而無法將這份工作做得完全或正確。減少分心，就算是問題很簡單的情況下也是如此，能增加我們的正確率及效率。

許多人聲稱，存在一些讓他們感到分心的事物，實際上能讓他們更加專心而非分心。舉例來說，人們邊工作邊聽音樂的情況相當普遍。有幾個理由可以說明，何以這似乎有助於工作效率而非造成分心。有可能是這種音樂能讓人情緒緩和，有助於減輕焦慮。如同第四章所討論的，焦慮通常會阻礙解題；因此，使用音樂作為減輕焦慮的方法可能有所幫助。然而，音樂也可能造成分心，特別當音樂中有歌詞或是歌詞十分琅琅上口時（「我愛這首歌！」）如果你覺得音樂有幫助，我們建議你選擇器樂音樂來聽。旋律會讓你冷靜下來，卻不會過度造成分心，同時也能讓你避開其他在你控制之外、令人分心的聲音（像是外頭施工的聲音，或是其他人製造的噪音）。

簡而言之，盡你可能地減少分心的狀況，無論你要完成的任務是大是小、或難或易皆然！如同在上面完成簡單數學題的活動中所顯示的，將分心事物降到最低，能幫助你更快速、更準確地完成任務。在下一段中，我們會展示在外界讓人分心的情況被降到最低後，該如何集中你的專注力。你可以試試以下兩個數學題，它們依然是簡單的題目，只是比之前單純的加法及減法問題再難了一些。在背景有令人分心的情況下解第一題， 而解第二題時要避開這些令人分心的事物。

有支軍隊與敵軍軍隊的士兵人數比是每 5 人對敵方 6 人。在一場戰鬥中，第一支軍隊失去了 40000 名士兵， 第二支軍隊失去了 6000 人。此時兩軍的士兵比是 2:3。請問，兩支軍隊在這場戰鬥後，分別剩下幾名士兵？

在走路上學的途中，查爾斯發現他每分鐘走 352 步。他每步的步長是 1.5 英尺。那麼，請問查爾斯每小時的時速為何？

練習正念：停止多工，一次專心做一件事

許多人都聽過正念，這是指將注意力一次放在一件事上， 專注於當下此刻（不要把這跟冥想搞混，那是正念的一種特定形式）。為了有效地練習正念，首先要減少外在令人分心的事物（如同前一節所提），像是關掉電視機，或是把你的手機留在另一個房間裡，都會有所幫助。然而，有很多人認為，要集中注意力是件極困難的事，即使令人分心的事物減到最低後依然如此。這是因為思緒或情緒等內在分心，也會干擾我們集中注意力的能力，特別是需要專注於當下及手邊任務時，會更加覺得干擾。

你是否注意過當你在正在進行工作時，你會冒出「不知道今晚要吃什麼？」或「喔，我剛剛想到明天上班時要開的那場會。那一定很糟！」之類的想法。從這個想法出發，你可能會對即將可能發生的事情出現焦慮或期待的感受，在你回過神來之前，你可能已經花了十五分鐘詳盡計畫了晚餐內容或是你明天上班時要討論的特定議題，但你原本的計畫是要完成一份報告或簡報！這是我們的思緒如何從當下分神的例子。

正因為如此，正念練習的關鍵就是要注意到你的注意力已經飄走了。如果你注意到自己因為外在刺激、或是當日稍早發生事件的想法、或是即將發生的事所分心，就要練習將你的注意力挪回你此刻的目標上。這個練習重覆將你的注意力拉回當下，是幫助一個人掌握正念的關鍵。一開始這看似非常困難， 但隨著練習次數增加，這會變得更容易！你可以幫自己想出一個像是「好了，回到工作上」，或甚至簡單到如「專心！」之類可以重覆念誦的咒語，幫助自己把注意力重新拉回來。