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在非洲某處-《從世界變得寂靜開始》

PanSci_96
・2014/12/17 ・1914字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 477 ・五年級
相關標籤: 黑喉嚮蜜鴷 (1)

FS0038非洲有一個傳說故事,描述尋找路途的人類與指引方向的動物。這則故事流傳於尚比亞的東加族、肯亞的波讓族、剛果的姆布蒂族、安哥拉的盧瓦勒族、南非的班圖族,以及故事中主角會出現的所有地方,描述的是一種聰敏的小型鳥類 ─ 黑喉嚮蜜鴷,牠具有和最危險或最令人擔心的幫凶一起共事的本領。這種鳥味覺相當敏銳,而且是珍饈美饌專家,喜愛蜂蠟。十六世紀時,非洲東部的葡萄牙傳教士觀察到小鳥如何入侵他們的教堂,以及如何急切地啃啄教堂裡的蠟燭。神父用棍棒驅趕這些不敬畏上帝的喧嘩者,把虐待蠟燭的小鳥們趕出聖殿,並且將所發生的事情記錄下來,以警示後人。對黑喉嚮蜜鴷來說,沒有任何其他東西像蜂蠟一樣好吃。

不能偷竊,那又該從何處取得蜂蠟?鳥類有天生厚實的皮膚,也許可以用鳥喙和爪子覓食,但是如果可以讓別人來做,為什麼要自己去啄蜂巢、被蜜蜂叮呢?再者,小鳥無法接近許多岩石深縫和窄小樹洞中的蜂巢。牠需要既強壯又尖銳的爪子和牙齒,以及有修長手指的同夥一起行竊。牠在鼬科猛獸的家族派系中,找到了其中一個夥伴。「開普敦地區的蜂蜜嗜食者」,又被稱為「蜜獾」,恰如其名,除了蜂蜜沒有其他東西是牠更渴望得到的。牠是製造麻煩榜上的第一名。根據報導,當牠進攻蜂巢時,會先噴射肛腺的分泌物,味道臭到讓蜜蜂停止呼吸、失去攻擊能力。在蜜蜂從昏迷中甦醒之前,蜜獾有足夠的時間掠奪蜂巢,拖走蜂蠟巢室,狼吞虎嚥地享用裡面的蜂蜜。等臭味散開時,蜜獾早已享用完畢,消失在臭氣中。留在巢室的蜂蠟對蜜獾來說是廚餘,卻是黑喉嚮蜜鴷的饗宴。蜜獾能夠用臭彈使蜜蜂昏迷,找到大蜂蜂蜜,這對黑喉嚮蜜鴷來說非常重要,因此牠的任務是告知小偷偷竊的地點。內行的黑喉嚮蜜鴷幾乎還沒看見蜜獾,就開始嘶聲尖叫、拍翅指引蜜獾,並且飛在前頭引導蜜獾前往下一個蜂群。

然而,不只蜜獾有愛吃甜食的嘴。人類自古以來就喜歡吃甜食。除此之外,因為人類在非洲居住最久,和動物適應彼此的時間也最長。人類什麼時候是個威脅?什麼時候只不過是有點煩人?什麼時候也許有用處?數百萬年來,這些訊息都已經深植非洲動物的基因當中。早在我們遠祖的時代,人類就開始奪取非洲蜂群的寶藏,也沒忘記與在一旁發聲警惕的小鳥共同合作。如果蜜獾一直被關在籠子裡不能出來,這些積極的小鳥就會和這個屬於靈長類、極度渴望蜂蜜的共犯合作。自從第一個歐洲人在非洲沙漠進行研究,他們就聽到了許多有關人、動物和幽靈世界的故事。來自葡萄牙的神父將他們的經歷記載下來,歐洲編年史中因此出現了有關黑喉嚮蜜鴷的摘要。根據記載指出,牠發出尖叫聲,振翅作響,以吸引人類的注意力。對於牠們來說,看到人類等同於「午餐」的出現,或者至少有機會用尖叫聲讓人類「簽下合約」,甘願攬下竊取蜂巢的危險,留下蜂蠟作為小鳥的報酬。

尚比亞的東加族、肯亞的波讓族、剛果的姆布蒂族、安哥拉的盧瓦勒族,以及其他有人類、蜜蜂和喜歡蜜蜂的鳥類的地方流傳著這些故事。在非洲傳說、童話、歌謠中,黑喉嚮蜜鴷被訴說、被詠唱、被拿來跳舞。幾世紀以來,到非洲旅行的人都有個疑問,例如美國探險家歐莎.強森(Osa Johnson)說:「以前我非常懷疑這個傳說,我確定這些年輕人一定又是在和開我玩笑。」直到有一隻灰色小鳥,一邊發出尖叫,一邊振翅作響,吸引別人的注意。「小鳥不斷地飛翔、發出尖銳的叫聲,在樹枝上等我們追上牠,然後又再度起飛。我不帶期望地將整件事情記錄下來。突然,其中一個年輕人大叫說他發現了蜂蜜。接著,他就帶領著我們到一棵滿是野生蜂群的樹前。」一直有許多來自非洲的報告證實這種「嚮導鳥」的行為,「嚮導鳥」是瑞士記者漢斯.羅恩貝格在他的非洲遊記中所使用的名稱。此外,科學家也不懷疑黑喉嚮蜜鴷故事的真實性。「我自己也曾經被黑喉嚮蜜鴷帶路過很多次。」一名在非洲追蹤鳥類多年的鳥類學家向我如此保證。這種鳥類行為,以及人與動物之間的共生行為,在過去幾十年的科學研究中也不斷地被印證。例如五○年代加州鳥類學家赫曼.費里德曼(Hermann Friedmann)在一篇專題論文中,為當時有關黑喉嚮蜜鴷的資訊做了總結。

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還有一位名叫賀賽恩.亞當(Hussein Adan)的鳥類學家,他近期的一份研究報告引起了更多的關注。一九八七年他在公牛淺灘之市攻讀博士,他來自非洲,屬於肯亞北部的波讓族,並且研究黑喉嚮蜜鴷。他的研究結果發表於《科學》雜誌,並且吸引了全球報刊注意這種來自非洲的鳥。《芝加哥論壇報》(Chicago Tribune)的標題是〈鳥類帶人類找蜂蜜〉,《舊金山紀事報》(San Francisco Chronicle)報導:「帶領人類尋找蜂蜜的鳥類傳說,已經獲得證實。」

本文摘自泛科學2014十二月選書《從世界變得寂靜開始:生物多樣性的衰減如何導致文化貧乏》  ,臉譜出版。

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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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