基改作物爭議超過20年，誰說得有理？

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。

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

文／葉綠舒

基改作物是什麼？它的全名是 Genetically Modified Organisms，簡稱為 GMO。基因改造生物中的植物，如作為食物，即是基因改造作物。

從 1994 年美國食品藥物管理局核准供人食用的基改作物——蕃茄一號（Flavr Savr^TM）開始，到 1996 年第一個上市的耐除草劑作物，基改作物已經逐漸進入我們的生活中，由少到多，甚至可說是無所不在！根據 Clive James 2015 年的年度報告摘要，基改作物的種植面積由 1996 年的 170 萬公頃增加到 2015 年的一億七千萬九百七十萬公頃，足足增加了一百倍之多！這意味著全球二十八個不同國家，超過一千八百萬名農夫，不約而同地決定種植基改作物。

不過，雖然全球有那麼多農民選擇基改，四大植物生技公司也努力地推展基改，但是基改作物似乎沒有那麼受歡迎？在林富士老師的《食品科技與現代文明》裡面的〈基因改造食品風險與管理〉中提到，歐洲一直不願意全面開放含有基改作物成分的食品進入；而在台灣的許多團體，無不反對基改作物引進台灣。多年來，基改這個議題不論是贊成或反對，兩方陣營在科學上的唇槍舌戰可說是絕無冷場。

在這一片喧囂之中，是否曾有在一旁觀戰的民眾思考過：究竟什麼是基改作物呢？基改作物是如何產生的？

一切開始於對抗農桿菌的奇幻旅程

這就要從農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）開始說起了。從前從前，植物跟我們一樣，身邊圍繞著好菌與壞菌，而農桿菌就是壞菌之一。打從聖經時代開始，由農桿菌導致植物生成的冠瘤（crown gall tumor）便已經受到注意；最早對於冠瘤的文字記載，則要從 1853 年開始算起。科學家們看到同樣長在森林裡的樹木，為什麼有些長瘤、而有些則沒有呢？他們也注意到，雖然植物長瘤不致命，但是長了冠瘤的果樹產量會降低，於是便開始動手要找出造成冠瘤的禍首。

Fridiano Cavara 在 1897 年從葡萄的冠瘤中分離出了農桿菌，後來的許多研究也發現，農桿菌喜歡從植物的傷口進入，所以只要在寒流來襲前妥善地將果樹接近地面的樹幹包覆起來，減少樹木表皮因凍傷造成破裂，便可以有效防止農桿菌的感染。

雖說預防勝於治療，不過每次寒流來襲之前就要幫果樹穿棉襖，也實在太累了；於是有些科學家便開始尋找可以消滅農桿菌的方法。

孫子說：「知己知彼，百戰不殆。」想要消滅敵人，當然要瞭解敵人囉！於是歐洲、美國的科學家們，便開始了一場調查農桿菌的奇幻旅程～

第一個突破來自美國。1958 年，洛克斐勒大學的 Armin Braun 博士發現，冠瘤細胞可以在沒有提供植物激素的培養基裡不斷分裂生長。由於這是一般的植物組織無法獲取的技能，因此 Braun 博士便假設，農桿菌一定有給冠瘤細胞一些特殊的武器，否則這些冠瘤細胞如何能生生不息呢？

到了 1970 年，法國的 George Morel 發現冠瘤細胞會製造農桿菌愛吃的食物 octopine 和 nopaline。由於被不同農桿菌感染的植物的冠瘤，所產生的食物也不同，更鞏固了科學家們的想法：農桿菌提供了植物細胞生生不息的技能。

植物基改元年

真正的突破來自 1977 年。華盛頓大學的「農桿菌女王」Mary-Dell Chilton 博士與她的團隊在不眠不休的努力下，證明了農桿菌在感染植物時，會將自己 Ti（Tumor-inducing，Ti）質體上的一段基因植入植物的基因體。同時她的團隊（以及另一個團隊）也建立了將 Ti 質體分裂為二，讓科學家們可以更方便的將要植入的基因放進去的方法。

如果有「植物基改元年」的話，那一定就是 1983 年了。那年的一月十八日，Chilton 博士與美國孟山都（Monsanto）公司的幾位研究員在邁阿密冬季學術研討會上，分別發表了對農桿菌的研究。

原來，農桿菌在感染植物時，會將一段位於自己的 Ti 質體（上圖中的 C）上的片段（上圖中 C 之 a）插入植物的基因體內（上圖中的 7）。這段片段含有合成植物激素所需的酵素，以及合成農桿菌愛吃的食物的酵素。被感染的植物細胞，因為合成了更多的生長激素，於是細胞分裂便開始加快了。

因為植物有細胞壁，產生的腫瘤並不會轉移，所以植物的冠瘤不致命，冠瘤以外的組織也作息如常；但是插入冠瘤細胞的基因，卻會跟著這些冠瘤細胞代代相傳，永遠都不會離開了。

出乎意料的「天然基改」

由於通常在自然界被感染的植物細胞都是體細胞，而非生殖細胞，所以農桿菌的感染不會遺傳；但也有例外！

在 2015 年華盛頓大學的科學家們，在分析不同栽培種的蕃薯（Ipomoea batatas）的基因體時，卻意外地發現我們吃的蕃薯竟然是「被天然基改」的！這些蕃薯的基因體內，含有農桿菌用來合成植物生長素（auxin）的基因！

蝦米！剛剛我們說的基因片段不會遺傳被打臉了嗎？究竟這些基因是怎麼跑到我們的蕃薯裡面去的呢？目前科學家推測最有可能的是，在「從前從前」農桿菌感染了蕃薯的塊根（農桿菌是土壤中的微生物，所以要感染植物塊根其實挺容易），後來農桿菌不見了，但是農桿菌的基因不會離開；接著因為農夫在選種時都會選擇長得快又大的，而帶有農桿菌基因片段的塊根，因為製造了額外的生長素，當然長得快又大，於是在選種時，就這麼被人擇特別保留下來了。

讀者看到這裡可能會問：這件「天然基改」的事發生多久呢？答案是：不知道，因為華盛頓大學研究團隊發現他們手上的 291 個蕃薯的栽培種，全都可以找到農桿菌的序列喔！

當然，現在所謂的基改作物裡面所帶的基因，與這些蕃薯裡面帶有的農桿菌基因是不同的；基改作物裡面所含有的基因，目前大概可以分為兩大類：抗蟲（帶有蘇力菌的結晶蛋白基因）與耐嘉磷塞除草劑（glyphosate，台灣商品名稱為年年春）。

蘇力菌（Bacillus thuringiensis）的結晶蛋白簡稱為 Cry，常以 Bt（蘇力菌的簡稱）作為暱稱，會使吃下它的昆蟲腸穿孔而死，但是我們的胃因為會分泌胃酸，反而會把結晶蛋白給消化掉，使得結晶蛋白對我們無害；而嘉磷塞除草劑會抑制植物的 EPSPS 酵素^註，使植物無法合成必需胺基酸；但農桿菌的 epsps 基因所產生的 EPSPS 酵素不怕嘉磷塞除草劑，因此只要將農桿菌的 epsps 基因植入植物，植物便立刻獲取不怕嘉磷塞除草劑的技能了！

讀者看到這裡，應該可以從農桿菌歷史淵源的開端，瞭解基因改造的基本原理以及基因改造的歷史緣由。

註：EPSPS 酵素為縮寫，中文學名為： 5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸 （EPSP）合成酶

參考文獻：

1. Clive James. 2016. ISAAA Brief 51-2016: 20th anniversary (1996-2015) of the global commercialization of biotech crops and biotech crio highlights in 2015.
2. 林富士。2010。 食品科技與現代文明。稻鄉出版社。
3. Tina Kyndt, Dora Quispe, Hong Zhai, Robert Jarret, Marc Ghislain, Qingchang Liu, Godelieve Gheysen, and Jan F. Kreuze. 2015. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop. PNAS. published ahead of print, doi:10.1073/pnas.1419685112

食用基改玉米的大鼠，容易長腫瘤！？

這些年來，關於含有基改作物的食品，是否會對人類健康造成威脅，最重要的論文大概就是 Séralini 等人發表的有關大鼠研究的論文了（原文連結請點此，中文改寫請點此）。在這篇論文中，研究團隊將大鼠分為 10 組，每組 10 隻，攝取不同的食物；簡而言之，大概就是以基改玉米噴灑年年春、基改玉米不噴灑年年春、非基改玉米噴灑年年春、非基改玉米不噴灑年年春等組別，對大鼠進行大約二年的測試。

實驗結果發現，食用基改玉米的大鼠，雌性都在食用一年以後出現乳腺癌（雄性則是以肝臟病變居多），而等到他們長到兩歲時，有八成都出現了腫瘤（控制組只有三成）。實驗結果發表後，真的是舉世震驚，許多反基改的團體們無不爭先引用這篇論文。

但是…慢著！如果基改作物的確有致癌性，那麼為什麼從那時（2012）到現在，基改作物還可以販賣呢？有幾個原因，讓這篇研究充滿爭議，使得有些學者無法採信他們的結果。

第一，這種大鼠（簡稱為 SD rat）原本就容易長瘤。在 1973 年的論文中，研究團隊用了 360 隻這種大鼠，發現牠們在飼養18個月（年齡大約是 19 到 20.5 個月）時，有 45% 都長了腫瘤；而且雌性是雄性的兩倍。也是因為這麼容易產生腫瘤，所以一般以這種大鼠進行測試，都是測試三個月，不會進行長達兩年的測試。

當然，讀者可能會說，但是實驗組的腫瘤發生率還是比對照組高得多啊？在這裡要注意，因為在這篇論文中每組只用了 10 隻大鼠，對於癌症發生率如此之高的動物來說，只用了 10 隻，其實個別組的結果很難完全認定的確與實驗相關；就如在中文改寫下面的意見，就有讀者認為，這些組別中只有一組可以被認為牠們的腫瘤發生率與實驗的處理有關。

第二，大鼠本來就不是很長壽的動物。絕大部分使用大鼠進行的「長時間」測試的研究，僅觀察三個月而不觀察一至兩年，是因為大鼠們的平均壽命就是兩年！也就是說，這些大鼠在長到兩歲時，很多都長出腫瘤，其實跟人老了就會開始有很多大大小小的毛病是一樣的。

第三，在實驗組中並不是只單純的添加了年年春，還有組別添加了其他的物質來模擬受污染的自來水。而實驗結果顯示，並不是吃越多（添加基改玉米的含量分為11%、22%、33%）基改玉米的大鼠，癌症發生率就跟著提高。

因此，雖然在學術界有些學者選擇相信這篇論文，但質疑者也不在少數。筆者個人的意見是，人吃五穀難免會生病，但是要如實驗中的大鼠天天吃玉米，即使只是11%，應該也不大容易。畢竟人會有口腹之慾，早餐吃麵包，午餐就會想吃米飯，晚餐可能又想換換口味…要我們餐餐、頓頓、天天都吃一樣的，有誰會受得了呢？

當然，我們也有可能會吃到玉米、大豆而不自知！例如高果糖玉米糖漿（又名果糖液糖、豐年果糖）以及大豆沙拉油等。但是，這些加工食品中到底有多少含有基改作物的基因呢？

首先筆者要提醒大家的是，我們每天吃的食物，除非是加工食品，否則蔬菜、水果、魚、肉、蛋、奶、豆等等……，全部都是跟著它們的基因一起吃下肚的（而且，還連著在它們表面的細菌、病毒等等） 。如果吃基因是危險的，我們每天都活得很危險。

加工食品因為透過精煉，如高果糖玉米糖漿，玉米磨碎後加入酸分解澱粉，再以酵素將葡萄糖轉化為果糖，這中間經過許多純化過程，殘留於其中的基因微乎其微（更何況抗蟲或抗殺草劑的基因僅佔植物基因體約萬分之一）；而大豆沙拉油則經過壓榨、萃取接著精煉，可說幾乎不含有植物的基因了。

抗殺草劑年年春對人體有危害嗎？

或許會有讀者說：那麼抗殺草劑的基改作物，不都是噴灑年年春（嘉磷塞，glyphosate）嗎？年年春是否對人體有危害呢？

年年春在過去一直被認為是低毒性的農藥。不過，先前的一些發現，又讓歐盟重新開啟了研究，但也在 2015 年的 11 月 12 日再度下了結論，認為年年春的致癌性不高（中文改寫請點此）。當然，歐盟還是建議了年年春的每日容許量（就是吃一輩子也不會有事的量）為每公斤體重 0.5 毫克。

而抗蟲的基改作物，雖然過去曾發生過含有結晶蛋白 Cry9C 星鏈玉米的過敏事件，但這個版本的結晶蛋白已經不能再使用囉！身為地球上最厲害的轉轍掠食者的我們，天上飛的、地上走的、水裡游的，常常都是先吃再說，因此遇到的過敏與中毒事件，又少過了嗎？花生算是天然食物吧，但是 0.6% 的美國人對它過敏；而在美國國家過敏與傳染病研究所的「常見的過敏食物」網頁上，花生與堅果（如核桃）也是榜上有名的，而且大人小孩都會過敏喔！

有些讀者看到這裡可能會說：我為了嚐鮮吃到過敏的東西怪不了別人，但是廠商添加了我不知道的東西害我過敏，這可不行！筆者也同意這觀點。我們因為好奇心所吃下去的，當然應該要自己一肩扛起責任；但是廠商怎麼可以在我不同意的狀況下亂加東西到我的食物裡呢？

從基改的角度來看，目前台灣的法令，含有基改成分的食物是需要標示的；不過對於大豆沙拉油等精煉過的產品，就如前面所說，基改的成分應該是趨近於零，所以就不用列出了。既然已經有標示，不管您覺得基改安全不安全，反正不放心就別買含有基改成分的產品就好。當然，也別忘了在前一篇文提到的，因為目前主流的基改都是降低生產成本，要買非基改，就要有花錢的心裡準備喔！

從 1994 年的蕃茄一號到現在，其實基改還算是相當新的發明；很多新發明，一開始的目的與後來產生的結果，似乎都有不小的差距。而基改作物從當初 Mary-Dell Chilton 發現農桿菌可以把自己的基因植入植物的基因時，研究團隊只是為了可以證明第一個跨生物界（原核生物與真核生物）的基因轉移而興奮，接著也意識到這是一個非常強大的生物科技工具。孟山都也是從那時開始投入植物生物技術的研發，一開始或許只是為了要推展年年春的銷路？但是後來為了牟利，開始與農夫們斤斤計較、研發終結者基因，使他們成為許多人口中的「邪惡企業」，甚至禍延了可以真正為民眾帶來健康的黃金米，真的讓人不知要從何說起？

在基改之外

最後，還是不能不提一下抗蟲與抗殺草劑作物對生態的影響。由於抗除草劑的作物不怕年年春，農夫便放心地使用，造成農地周圍的雜草大量減少、影響到附近的生態；而抗蟲作物究竟會不會影響到其他昆蟲呢？

在 1999 年，曾有一篇研究發現，帝王斑蝶（monarch butterfly）的幼蟲吃了含有結晶蛋白的玉米花粉會死亡。消息一出，真的也是把大家都驚呆了！但是後來發現，其實在這篇研究裡面使用的花粉量相當多，在自然界，任一株植物葉片上要有那麼多的花粉，還真的需要一點奇蹟。不過，由於玉米是風媒花，雄花開在整株玉米的最高點，種植的時候的確有可能使得轉殖基因污染到周圍的作物；因此各國也都定下規定，在基改作物種植區的周圍，需要有隔離區，隔離區的面積需達到20%的面積才行。目前的經驗，能夠認真執行隔離的國家（澳洲），不論是轉殖基因的污染或是抗性昆蟲的出現，都幾乎無法觀察到。

其實，不論是抗蟲或抗年年春的作物，雖然可以降低生產的成本，但是就跟抗生素一樣，如果使用者不接受規範、任意濫用，到最後也會漸漸失去神效（詳見抗性雜草、抗性昆蟲）。人們不應該只是想著要控制自然，而應該找出與自然和平相處的方式，這樣才有可能永續生存在地球上，不是嗎？

參考文獻：

• Gilles-Eric Séralini et. al. 2014. Republished study: long-term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerant genetically modified maize. Environmental Sciences Europe.
• 【公民寫手】基改玉米引發腫瘤？Séralini論文爭議事件始末。上下游新聞市集。
• European Food Safety Authority. 2015/11/12. Glyphosate: EFSA updates toxicological profile.
• NIAID. 2012/3/6. Common Food Allergies in Infants, Children, and Adults
• John E. Losey et. al. 1999. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399 | doi:10.1038/20338
• 老葉的植物王國。2015/2/20。雜草以「人海戰術」來對抗年年春（glyphosate）。
• 老葉的植物王國。2015/2/10。抗蟲作物的末日即將來臨？