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人類祖先在一千萬年前就開始飲酒了?!

吳易軒
・2014/12/16 ・1216字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 514 ・六年級
相關標籤: 酒 (16)

credit:commons.wikimedia.org
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在現代人的生活中,不管是應酬、開趴、療傷似乎都離不開酒精,而人類又是從何時開始喝酒呢?根據一篇發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,PNAS)的研究論文,我們的祖先大概在一千萬年前就開始飲酒了,這比人類懂得釀酒的時間還要早得多!

關於人類祖先什麼時候開始接觸乙醇,有兩種說法,一種說法是,大概在九千年前,當人類發展出農業,並且有其他足夠的食物來釀酒時,酒類才出現在人類日常飲食中;另一種說法是,早在八千萬年前,靈長類就因為吃了腐爛水果而接觸到其自然發酵的酒精。目前新的研究結果較偏向後者。

為了瞭解人類身體何時演化出分解酒精的能力,研究人員選定了ADH4(alcohol dehydrogenase 4)基因作為研究對象,ADH4是一種酶(又稱酵素),它能代謝乙醇等多種醇類,主要分布在靈長類的胃、喉嚨及舌頭,是酒一入口後首先遇到的酶之一。

他們針對28種不同的哺乳動物(包括17種靈長類)的ADH4,分析這28種哺乳類的祖譜,研究他們的祖先是否為近親而又是在什麼時候分道揚鑣,他們總共研究了約7000萬年的靈長類進化史,並以此推估ADH4如何演化,而過去這些祖先的ADH4基因又是什麼樣態。

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此研究的主要作者卡里根(Carrigan)是聖達菲學院(Santa Fe College)的古遺傳學家,他和他的同事從這28種哺乳類中取出ADH4,連著他們模擬的祖先基因放入細菌中以轉譯基因並製造ADH4,然後測試這些細菌分解乙醇及其他醇類的效果,卡里根:「我們無法從化石觀察此基因變化的過程,便以細菌去模擬,是一種全新的方法。」。

而結果發現在一千萬年前這個酶發生了基因突變,使人類祖先分解酒精的能力大增,「那時發現這個基因的差異帶來如此巨大改變讓真的讓我很驚訝。」卡里根表示。研究人員也指出這個突變發生的時間點正好與人類祖先從樹上轉移到地面生活的時間一樣,讓人類祖先得以在食物匱乏時消化掉到地面的腐爛水果維生。

「我想酒精是次要選擇」卡里根表示「若有正常水果跟腐爛水果讓他們選擇,他們還是會選擇正常新鮮的那一個,縱使當時的人類祖先能夠吸收腐爛水果,不代表他們能代謝良好,吸收少量酒精或許有某些益處,但過量的話就另當別論了。」

對現代人來說,適量的飲酒對身體有益,但過量勢必造成身體的負擔,科學家們認為,飲酒對人類帶來的問題(如心臟疾病、肝臟疾病及心理疾病等)是因為人類基因還沒演化到能充分代謝酒精,同樣的,人類基因也還未能負擔大量的糖、鹽及脂肪,因此帶來糖尿病、高血壓等健康問題。

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關於人類接觸酒精的歷史,此研究只是第一步,在未來卡里根及他的同事希望研究過去地上腐爛水果中的酒精含量可能是多少,而大猩猩是否會因為水果中酒精含量不同而有所偏好。「同時,我們也想研究其他參與酒精代謝的酶是否也與ADH4在同一時間演化」卡里根表示。

 

參考資料:

  • Origins of Human Alcohol Consumption Revealed. Livescience[12.01.14]
  • Matthew A. Carrigan;Oleg Uryasev;Carole B. Frye;Blair L. Eckman;Candace R. Myers;Thomas D. Hurley;Steven A. Benner. (2014) Hominids adapted to metabolize ethanol long before human-directed fermentation.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

 

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吳易軒
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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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。

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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。

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 / 圖片:envato

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。

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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。

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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。/圖片:envato

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。

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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。

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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。

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找出品酒的「底層邏輯」——我們的身體如何品出酒品的獨特感受?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/10/27 ・1234字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 財政部國庫署 委託,泛科學企劃執行。

你注意到了嗎?在品酒時,品酒師不會一口乾,而是充分觀察、品嚐後才會下肚。這些動作可不是單純裝模作樣,而是有科學根據的。品酒有五個基本動作:觀察、搖晃、聞、啜飲與漱口、吞嚥,究竟我們的感官跟大腦是怎麼接收酒的訊號呢?

從最簡單的「嗅覺」開始,酒杯湊近口鼻、進入口腔,我們可以聞到「外部」和「內部」的香氣。外部指的就是用鼻子聞到的香氣,是先穿越鼻孔到達嗅上皮組織,形成我們所熟悉的正鼻嗅覺。而內部呢?那些已經在我們嘴巴裡的酒液,會走鼻咽和後鼻孔這條路,最終到達嗅覺粘膜。即使這口酒已經被喝下去,只要輕輕呼口氣,也依然能「聞」到酒味。

圖/giphy

另外,口鼻之間的通道,也就是鼻咽,在吞嚥的過程中會關閉,所以在吞嚥時會有一種「味道好像弱掉了」的錯覺,但其實只是你暫時無法靠鼻間的任何通道呼吸而已。這也是為什麼品酒師會要把酒液含在嘴巴裡漱口,甚至還會打開嘴巴吸一口氣。

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緊接在嗅覺之後的「味覺」,則是重頭戲!食物進到嘴巴,溶解在唾液中,啟動了味覺受器。人類可以透過味蕾的受器感受到「鹹、酸、苦、甜、鮮」五種味道。不過,也有部分的人不喜歡酒的原因,正是因為味覺。美國賓州大學農學院過去研究發現,人體中的苦味受體來自基因 TAS2R13 和 TAS2R38,辣椒素受體則來自基因 TRPV1。因此不同的基因表現,影響著人們對這兩種味道的感受,也決定了他們的攝取喜好。

圖/giphy

講完了嗅覺和味覺,別忘了品酒前的「觀察」。事實上,人們對風味的知覺基礎,來自多重感官的整合。當我們在觀看一杯酒的色澤和濁度時,大腦已經在默默「品嚐」它了。就像是望梅止渴、看到好吃的大餐肚子就先餓了起來。

除上述提到的「身體」感官,其實喝酒的時段、溫度、聲音、順序也會影響我們「心裡」的感受。但話說回來,在品酒前,最重要的應是選擇安全以及衛生的酒品來源,就是要慎選合法的販售業者,並挑選標示內容清晰、完整的酒品。

財政部自 2003 年起委託專業執行機構共同推動「優質酒類認證」制度,從原料、製程、品管、後續追蹤等層層把關,最後通過優質酒類認證技術委員會審查的酒品,才能被授予使用 W 字型認證標誌。因此,選購有 W 認證標誌的優質酒品,可以讓我們在品飲時更加安心!

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 資料來源:財政部國庫署 廣告

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好吃一直吃,一直吃一直爽?要小心「超常刺激」成癮——《情緒的三把鑰匙》
大塊文化_96
・2022/10/02 ・2730字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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廷貝亨是在某個意外情況下偶然發現「超常刺激」概念的。

當時,他在荷蘭實驗室研究有著亮紅色腹部的公刺魚:即使養在水族缸裡,公刺魚依然保有領域行為,會攻擊其他侵入領域的公刺魚。

顏色鮮豔的「超常刺激」實驗

為了研究這種行為,廷貝亨和他的學生利用鐵絲操作死魚,接近守護領域的公刺魚;為方便操作,他們改用木假魚,結果沒多久就發現原來是公魚腹部的紅顏色會誘發攻擊行為——就算假魚再怎麼逼真,只要它的腹部不是紅色的,公刺魚似乎便完全不在意,但牠們會攻擊所有底部為紅色的物體,即使長得再不像魚也照樣攻擊不誤;養在窗邊的公刺魚就連看見路上駛過的紅色廂型車也會起反應。最重要的是,廷貝亨注意到:如果假魚身上的紅色比真魚更耀眼,公刺魚會無視真魚、攻擊假魚。

廷貝亨拿假魚對亮紅色腹部的公刺魚做實驗。圖/Pixabay

顏色鮮豔的假魚即為「超常刺激」,也就是比所有自然刺激更能強烈激發動物反應的人為刺激。廷貝亨發現,要製造這類刺激其實不難:譬如,習慣撿「流浪蛋」回家的鵝媽媽會為了把體積碩大的排球滾回家,而對自己生的一窩蛋置之不理。

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如果綁在木棍上的假鳥嘴有著比親鳥嘴喙更鮮明的記號,剛孵化的雛鳥也會無視自己的爸媽,轉而向假鳥嘴索討食物。廷貝亨發現,放諸整個動物界,任何一個為了增強吸引力而刻意設計的人為刺激,似乎都能改變並控制動物的本能行為——這也是加工食品製造商、香菸產業、違禁藥藥頭們、還有那些供應類鴉片藥物的大藥廠對「顧客」所做的勾當。

透過加工讓使用者更容易成癮

最易成癮的物質或行為活動都屬於超常刺激。正如同超常刺激對刺魚世界的影響,它們也會擾亂人類世界的自然平衡。比方說,最容易使人上癮的藥物其實都源自植物,只是它們被精煉成高濃度,意即透過加工製成更強效、使主成份能更快被吸收並進入血液循環的產品。[1]

各位不妨再想想古柯葉(coca leaf):若是放在口中嚼嚼或煮成茶汁,它只會產生輕微刺激,成癮性也不強;若是精煉成古柯鹼或「快克」,不只吸收速度變快,成癮性也會大幅提高。同樣的,如果罌粟花是人類取得類鴉片物質的唯一途徑,大概也就不會有嗎啡濫用的問題了。

古柯葉若是放在口中嚼嚼或煮成茶汁,它只會產生輕微刺激,成癮性也不強。圖/Pixabay

香菸的情況也差不多。由於人類將採集來的菸草加工製成能以「菸氣」的形式抽吸,又加入數百種能增添香氣與風味、且令其能更快進入肺部的添加物,結果做出「香菸」這種明顯比未加工菸草葉更容易使人上癮的菸草產品。

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酒也是加工品。如果我們在店裡買不到伏特加,只能靠馬鈴薯自然腐爛發酵的方式取得,或許也就不會有這麼多酒鬼了。

現今的肥胖問題也屬於超常刺激

現代社會的肥胖問題同樣源自超常刺激,食品科學界稱這類食品為「超可口食品」(hyperpalatable food)。為了避免營養不良,演化讓大腦偏好熱量密度高、像是漿果或肉類這種含糖量高或高油脂的食物;不過這種食物在自然界相對不易取得,故肥胖在古代並不常見。

為了避免營養不良,演化讓大腦偏好高熱量的食物。 圖/GIPHY

工業時代以前,人類主要以榖類和富含蛋白質的未加工食物維生,再加上這類食物鹽分不高,因此肥胖問題依舊罕見。

然而,近數十年來,加工食品製造商學會利用類似藥頭製造成癮性藥物的手法,改變食物風味——他們一發現人類酬賞系統會對哪些物質起反應,就馬上把這些物質變成非自然、能更快進入血液循環的高濃度型態。於是,含有這類物質的食品就像違禁藥一樣,憑藉其高濃度和快速吸收的特性,增強酬賞系統反應。

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今天,食品公司每年投入數百萬美元研究如何開發超可口食品——業界稱為「食品最適化研究」(food optimization)

某位哈佛出身、從事食品研發的實驗心理學家表示:

「我做過披薩最適化,也改良過沙拉調料和椒鹽餅乾風味。我可以說是改變這個領域遊戲規則的人。」[2]

食品公司每年投入數百萬美元研究如何開發超可口食品——業界稱為「食品最適化研究」。圖/Pixabay

這群食品改良員之所以能改變遊戲規則,理由是超可口食品會干擾人類的自然傾向,就像排球對母鵝母性直覺、或假鳥嘴對雛鳥餵食的超常影響。於是乎,人類對這類最適化食品的渴望程度會遠大於愉悅感激發的需要程度。

成為良好的消費者,做出對的選擇

光是在美國,每年大約有三十萬人死於肥胖問題。[3]由於這種情況就像溫水煮青蛙一樣,並非突然發生,而是漸進使然,導致我們意識到問題時多半已經來不及了——容易取得並導致濫用的藥物和突飛猛進的商業食品加工技術,雙雙愚弄了人類的情緒酬賞系統。

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儘管科學能闡釋食品使人上癮的機制,但留心警訊、避免被操縱導致肥胖,仍需仰賴消費者本身的自覺,方能達成。

喜歡和欲求系統的設計與機制、還有發現這些機制的故事,無一不教人驚歎。一旦明白酬賞系統在分子層次的運作方式,有些人便學會以之牟利,譬如利用生化機制操縱人類行為的菸草、食品及藥品製造商(違禁藥頭和某些大藥廠皆然)。

你我都是教育良好的消費者,既然已知他們的所作所為,我們更應該運用知識,做出更好、更健康的選擇,見招拆招。圖/Pixabay

你我都是教育良好的消費者,既然已知他們的所作所為,我們更應該運用知識,做出更好、更健康的選擇,見招拆招。

參考資料

  1. Gearhardt et al., “Addiction Potential of Hyperpalatable Foods.”
  2. Moss, “Extraordinary Science of Addictive Junk Food.”
  3. K. M. Flegal et al., “Estimating Deaths Attributable to Obesity in the United States,” American Journal of Public Health 94 (2004): 1486–89.

——本文摘自《情緒的三把鑰匙:情緒的面貌、情緒的力量、情緒的管理-情緒如何影響思考決策?》,2022 年 8 月,網路與書出版,未經同意請勿轉載。

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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。