半杯水的故事：樂觀，真的比較好？（理論篇）

本文與 高柏科技 合作，泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達（NVIDIA）、Google、微軟，甚至是 Meta 的存在，究竟是什麼？答案或許並非更強大的 AI，也不是更高速的晶片，而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初，搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機，傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題，但這場「科技 vs. 熱」的對決，才剛剛開始。 

不僅僅是輝達，微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中，希望藉由洋流降溫；而更激進的做法，則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中，來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

但這些方法真的有效嗎？安全嗎？從大型數據中心到你手上的手機，散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技，一同看看如何用科學破解這場高溫危機！

運算=發熱？為何電腦必然會發熱？

這並非新問題，1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時，就提出了「蘭道爾原理」（Landauer Principle），他根據熱力學提出，當進行計算或訊息處理時，即便是理論上最有效率的電腦，還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失，系統的熵就會上升，而隨著熵的增加，也會產生熱能。

換句話說，當計算是不可逆的時候，就像產品無法回收再利用，而是進到垃圾場燒掉一樣，會產生許多廢熱。

要解決問題，得用科學方法。在一個系統中，我們通常以「熱設計功耗」（TDP，Thermal Design Power）來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說，TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量，通常以瓦特（W）為單位。也就是說，TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP，例如AMD的CPU 9950X，TDP是170W，GeForce RTX 5090則高達575W，伺服器用的晶片，則可能動輒千瓦以上。

散熱不僅是AI伺服器的問題，電動車、儲能設備、甚至低軌衛星，都需要高效散熱技術，這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料（TIM）」：提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡，散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料，而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中，晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合，表面多少會有細微間隙，而這些縫隙如果藏了空氣，就會變成「隔熱層」，阻礙熱傳導。

為了解決這個問題，需要一種關鍵材料，導熱介面材料（TIM，Thermal Interface Material）。它的任務就是填補這些縫隙，讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」，即使主線有再多車道，如果匝道堵住了，車流還是無法順利進入高速公路。同樣地，如果 TIM 的導熱效果不好，熱量就會卡在晶片與散熱片之間，導致散熱效率下降。

那麼，要怎麼提升 TIM 的效能呢？很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁，若要更高效的散熱材料，則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成：高導熱粉末（如金屬或陶瓷粉末）與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好，盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了，受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸，高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後，會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題，高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」，說是凝膠，但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄，比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK，到這裡，「匝道」的問題解決了，接下來的問題是：這條散熱高速公路該怎麼設計？你會選擇氣冷、水冷，還是更先進的浸沒式散熱呢？

液冷與 3D VC 散熱技術：未來高效散熱方案解析

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量，也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限，因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷，熱量在經過 TIM 後進入水冷頭，水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好，且增加的體積不大。唯一需要注意的是，萬一元件損壞，可能會因為漏液而損害其他元件，且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮，可以考慮另一種方案，「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義，就是把均溫板層層疊起來，變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板，原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」，直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中，會放入容易汽化的工作流體，當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化，當熱量被帶走，汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法，最大的特點是：導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻，不會有熱都聚集在入口（熱源處）的情況，能更有效降溫。

整個 3DVC 的設計，是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯，能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC，就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是，工作流體移動的過程經過設計，因此不用插電，成本僅有水冷的十分之一。但相對的，因為是被動式散熱，其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC，高柏科技一直致力於不斷創新，並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積，高柏科技開發了6項專利技術，涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後，均溫板不僅保有高導熱性，還增強了結構強度，顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步，有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術，將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中，許多冷卻液會選擇沸點較低的物質，因此就像均溫板一樣，可以透過汽化來吸收掉大量的熱，形成泡泡向上浮，達到快速散熱的效果。

然而，因為水會導電，因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些，但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時，很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS，這是一種永久污染物，會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液，例如礦物油、其他油品，又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

另外，把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等，都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證，相信很快就能推出更強大的散熱模組。

讓大腦「裝假成真」的實驗

幾年前，科學家決定對詹姆斯的假說展開終極的測試，他們對受測者進行腦部掃描，請受測者做出害怕的表情。研究者從機器窺探受測者的大腦，他們看到杏仁核非常活躍，因此推論受測者的確有恐懼的感覺。所以，研究人員得到了終極的證據，證明假裝感受可以直接影響大腦。

一九六○年代末期，年輕的詹姆斯．萊爾德（James Laird） 在羅切斯特大學攻讀臨床心理學博士。在某次實習課程中，指導教授要求他訪問患者，同時教授透過單面鏡在一旁觀察。訪談過程中，患者的臉上突然出現一抹不尋常的微笑，那微笑引起萊爾德的好奇，他想知道患者露出那不尋常的表情時是什麼感受。

他開車回家的途中，腦中一再浮現那次訪問的情況，對那抹微笑益發好奇。最後他逼自己做出同樣的表情，以了解那是什麼感受。他驚訝地發現那微笑讓他瞬間快樂了起來。好奇之下，他接著嘗試皺眉，心情馬上難過了起來。那次開車回家的奇怪體驗，從此改變了萊爾德的職業生涯。

當晚他回到家後，馬上走到書架前，查詢情感心理學的相關資訊。巧的是，他拿起的第一本書就是詹姆斯的《心理學原理》。

微笑就會變得快樂？

萊爾德閱讀詹姆斯失傳已久的理論，覺得那也許可以解釋為什麼他在車內微笑後馬上變得更快樂了。他也意外發現那理論已歸入史書，從來沒做過應有的測試。為了測試，萊爾德邀一些志願受測者到他的實驗室，讓他們微笑或皺眉，然後告知感受。根據詹姆斯的理論，微笑的人應該會比皺眉的人快樂許多。

不過，萊爾德擔心受測者可能會迎合他，說出他想聽的結果，所以他必須想辦法在隱瞞實驗的真實目的下，讓他們微笑或皺眉。

後來，他巧立了一個名目。他告訴受測者，他們參與的實驗是研究臉部肌肉的電流活動，並在受測者的眉宇間、嘴角和下巴邊緣裝上電極。接著，他向受測者解釋，情緒的變化會影響實驗結果，為了避免情緒造成誤差，要求他們在實驗的過程中要告知情緒變化。

電極器當然是假的，但是那個巧立的名目讓萊爾德可以偷偷地把受測者的表情轉為笑臉或苦臉。為了塑造憤怒的表情，他叫受測者把眉宇間的電極器往下拉，用咬牙切齒的方式收縮下巴上的電極器。為了塑造快樂的表情，他叫受測者把嘴角的電極器往上揚。

受測者依照要求改變表情後，接著他給受測者一張表格， 上面列了一些情感的項目（例如，激動、不安、快樂、懊悔等等），請受測者評估各種情感的感受度。結果相當驚人，跟詹姆斯在十九世紀末的預測一樣。受測者在做出微笑的表情後，覺得更快樂；在皺眉後，覺得更生氣了。

研究過後，萊爾德訪問受測者，問他們是否知道自己為什麼在實驗中會有那些不同的感受。只有少數幾人把新感受歸因於臉部表情的操控，其他人都無法解釋感受的轉變。其中一位把表情轉為皺眉的受測者表示：「我其實毫無怒氣，卻不自覺地想到令我發怒的事情。這實在有點荒謬，我知道我正在接受測試，沒理由生氣，但我就是控制不了。」

立刻就快樂起來的方法

十九世紀初，俄國戲劇導演康斯坦丁．史坦尼斯拉夫斯基（Constantin Stanislavski）發明了方法演技（method acting）， 顛覆了戲劇界。這種表演方法的關鍵在於鼓勵演員以控制行為的方式，在舞台上體驗真實情感。

這種方法常稱為「魔力假使」（the magic if）（「假使我真的有這種感受，我會怎麼表現？」），一些知名演員也採用這種方式。例如，馬龍白蘭度、華倫比提、勞勃狄尼洛。

同樣的方法也用於探討「裝假成真」原理的實驗室研究中。假設你現在參與驗證「裝假成真」原理的研究，首先，用 1 到 10 來評估你目前快樂的程度，1 代表你剛跌進水溝裡的心情，10 則代表你看到最痛恨的敵人跌進水溝裡的心情。

接著，請開始微笑。不過，我要的不是短暫擠出沒什麼感覺的微笑，請依照以下的指示微笑： 

1. 坐在鏡子前。
2. 放鬆額頭和臉頰的肌肉，嘴唇微開。在科學界，你現在的表情稱為「中立」，像一張空白的畫布。
3. 將嘴角肌肉往後拉向耳朵，盡量把笑容拉大，笑到眼晴周圍產生紋路。最後，把眉部肌肉輕輕揚起，維持這個表情約二十秒。
4. 收起表情，想想你現在的感受。

——本文摘自《怪咖心理學之鍛鍊正能量思維，用科學方法讓好事成真》，2023 年 4 月，漫遊者文化出版，未經同意請勿轉載。

世界盃足球賽進行了將近一半，小組賽結束，賽程進入十六強爭奪八強的賽程。今年度許多比賽結果都大爆冷門，上屆冠軍德國隊在小組賽最後一戰敗給了韓國，讓許多人非常訝異。在這場比賽中，德國隊有許多得分的機會，然而卻不斷的錯失，導致比賽最後出現令人難以置信的結局。

在國際運動場上，比賽往往都是一場定生死，和國內的例行賽相比，國際賽事每一場比賽都很關鍵。在這樣的情況下，運動員平均的能力，有時候反而不再是決定勝負最關鍵的因素了。那麼，到底是什麼特質，能夠讓一個人在大賽當中穩定的發揮呢？心理學家 Weinberg 認為，當選手實力已經夠強大時，一場比賽的勝負，有 95% 取決於選手在關鍵時刻的心理因素[1]。

心理因素並非天生特質，而是臨場發揮時的狀態

而所謂關鍵時刻的心理因素，和一個人的特質是不同的。心理學在研究人的時候，通常會將人分成心理狀態（state）和個人特質（trait），前者是較容易改變的，而後者是較不容易改變的。 為什麼有一些球員，平時表現的成績普通，但是在關鍵時刻（例如滿壘輪到自己打擊時、在比賽最後幾秒鐘發關鍵角球時），總是能表現得特別優異呢？這是因為，他們能夠在這些關鍵時刻，把所有的專注力都擺在與比賽相關的線索之上，忽略和比賽無關的線索[2][3]，他們的自信能夠克服壓力，而讓自己發揮水準。

扣除技術層面後，臨場發揮更是關鍵

那麼這些能夠克服壓力的選手，到底有什麼特質是其他人所沒有的呢？研究正向心理學的 Seligman 認為，這些大賽型的選手，之所以比其他選手能在關鍵時刻表現得好，在於他們面對壓力情境時，能夠用樂觀的態度來看待它。什麼是樂觀的態度呢？Seligman 認為，樂觀的人會用下面三個角度來看待自己[4]：

1.永久性 (permanence)：在看待負面的事情時（如被對方打出一支關鍵安打），會認為只是暫時的，並不會一直輸下去；看待正面的事情時（如在關鍵時刻踢進一球），則會認為自己在未來面對類似的情況時，依舊能夠有這樣的好表現。

2.普遍性 (pervasiveness)：在面對負面的事情時，會認為自己僅僅是在這一件事情上表現得不好而已，並不是每一件事情都做不好（如「我只是這次發球沒發好而已，而不是什麼都做不好的球員」）；面對正面的事情時，則能夠相信自己在其他事情上也能表現得不錯，並不僅僅是運氣好（如「既然我可以完成這個精采的守備，等一下輪到我打擊時，我也能表現出我的實力」）。

3.個別性 (personalization)：在面對負面的事情時，會認為就算其他人來做，要做好的機率也不高（如「要在這樣關鍵的時刻守住12碼罰球本來就很困難，並不是我是個糟糕的守門員」；而面對正面的事情時，則相信自己是比較特別的，能夠表現得比別人好（如「能夠完成這樣關鍵的救球，是我比別的守門員更為優秀的地方）。

然而，問題真的只有這麼簡單嗎？事實上，團體運動和個別運動，確實可能會有差別，畢竟在團體運動當中，我們很有可能受到團隊氣氛的影響，而使得個人的心理狀態受到改變。 Seligman 就曾經研究過大聯盟球隊的勝負，他收集了大量比賽後報導的採訪，一支常勝軍在輸球時，比較會說出像是：「今天對手的狀況實在太好了，無論是誰來打都不太可能打好」這樣的話（永久性：這件事情並不會永遠發生；普遍性：是今天的對手太好了，而非對手本來就是一支強隊；個別性：就算其他人來打，也很難打好，並不是只有我們打不好）。

比賽的類型，也可能會影響選手的心理因素

不過儘管如此，影響選手在比賽中發揮的因素實在太多了。例如國內就有學者提到，運動可以分成「個人性/團體性」、「開放性/閉鎖性（比賽環境受外界因素干擾的程度大小多寡，如棒球比賽就屬於開放性的運動，主客場優勢很明顯；而保齡球比賽則比較不會受到這樣的影響）」，「接觸性/非接觸性（會不會有肢體碰撞）」的運動項目，在不同類型的運動上面，會影響選手心理狀態的因素可能就會有所不同；例如保齡球選手和籃球選手相比，可能就不必考慮在客場比賽時觀眾的噓聲，而觀眾的噓聲可能會影響到選手在比賽時的樂觀程度。

那麼，樂觀與悲觀是否無法改變的呢？關於這一點，答案並沒有那麼悲觀。前面提到，關鍵時刻的臨場發揮，取決於當下的狀態，而非個人的特質，就如同我們時常聽到所謂的「大賽型選手」，越是關鍵的時刻，他就能夠表現得越好。 而這些關鍵時刻的臨場發揮，早在 1983 年的研究就被認為是可以訓練的了：1980 年奧運競賽中，進入決賽的選手，有半數曾接受過心智訓練，而最後得獎的選手，更有66%曾接受過心智訓練。

而就我自己本身而言，就曾經經歷過從棒球場的投手丘上，一步一步地爬起來的經驗：在大三的時候，每次練投時，我總是可以投得很好，但一旦比賽開始之後，我便會擔心自己的球被對手擊出，因而不斷地失控投出保送；但隨著我一次又一次的歷練，後來成功地能夠想法轉換成「這支安打其實也沒多紮實，只不過隊友判斷錯誤罷了」，甚至在比賽後半段，體力耗盡的時候，依然能夠改變投球策略與姿勢，來適應當時的身體狀況。

或許，在剩下的世界盃賽事之中，讀者若有閒暇，不妨翻翻各國的賽後報導，也許更能夠猜出哪一支球隊獲勝的機率比較高喔！ 然而，要如何改變一個選手在關鍵時刻的樂觀程度，那又是許多心理治療論文與學派在探討的故事了。

延伸閱讀

• 1.Weinberg, R. S. (1988). The mental advantage: Developing your psychological skill in tennis. Champaign, IL: Leisure Press.
• 2.Gray, R. (2004). Attending to the execution of a complex sensorimotor skill: Expertise differences,choking, and slumps. Journal of Experimental Psychology: Applied, 10, 42-54.
• 3.Thomas, P. Neumann, D. L., & Hooper, S. L. (2008). Attentional focus and putting performance at different levels of skill development.
• 4.《學習樂觀，樂觀學習》，Martin Seligman著，洪蘭譯，台北市：遠流。
• 5.周文祥（1998）。大專足球運動員心理競技能力之 研究。體育學報，26 輯，73-80 頁。
• 6.鄭溫暖、廖主民（2001）。以質的研究取向―初 探本土優秀運動員的心理特性。體育學報，31 輯，159-170 頁。 7. unestahl l. e.(1983) inner mental training a systematical self-instructional program for self-hypnosis. Oebro, Sweden: Veje.