[漫科學]孤獨感受與睡眠品質不佳有關

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。

• 作者／周怡廷　高雄醫學大學生理學研究所畢
• 審稿／林惠釧　新店耕莘醫院呼吸治療副組長/新北市呼吸治療師公會理事長

我們都不會忘記呼吸。應該說，做為一個生命體的我們，呼吸是件再自然不過的事。然而現實生活中，仍有人會在不知不覺中，忘了呼吸。長時間沒有呼吸自然是件致命的事。若又經常於睡眠中忘了呼吸，非但健康受損，還可能連命都沒了。

什麼樣的狀況，什麼樣的人會忘了呼吸？且讓我們來認識一個與呼吸有重大關聯的疾病——阻塞型睡眠呼吸中止症。

阻塞型睡眠呼吸中止症（Obstructive sleep apnea, 簡稱 OSA）是指在睡眠期間，由於呼吸道反覆塌陷，呼吸氣流受阻，導致體內氧氣飽和度下降及睡眠片段化（sleep fragmentation），同時可能引發高碳酸血症（hypercapnia），心血管系統、代謝，此外神經認知系統也可能會連帶受到影響 ^[2]。

患者表現出來的症狀包括難以入眠、難以維持睡眠，睡眠時打鼾、呼吸中止，或因呼吸困難而自睡夢中驚醒，並且會因為睡眠品質不良，導致睡醒時精神不佳、白日嗜睡與疲憊感。OSA 也與中風、心血管疾病、憂鬱、兒童的注意力缺失過動疾患、學習與記憶損傷，甚至交通意外有關 ^[3]，是健康上不可忽視的重要問題。

年齡、肥胖、家族史、更年期、顱顏結構變異（如：口咽氣道狹窄）、吸菸、喝酒皆會增加 OSA 之易感性（vulnerability）^[4]。肥胖（尤其頸圍較大，即脖子較粗者）為 OSA 的重要風險因子，由於脂肪沉積於周邊結構，上呼吸道的解剖構造受影響，因而增加氣道塌陷的可能 ^[2]。在高收入國家，OSA 的盛行率有逐漸升高之趨勢。

一般認為 OSA 問題根源為顱顏結構（craniofacial structure）或體脂肪造成對咽喉氣道的阻礙，導致呼吸道塌陷。清醒的時候，由於上呼吸道擴張肌的用力，呼吸道能保持暢通，一旦進入睡眠，肌肉活動減少，便造成氣道塌陷。

近年則發現氣道的解剖構造未能完全解釋 OSA 的發生 ^[6]，必須也考量到呼吸系統控制的穩定性。當中樞呼吸輸出量增減時，上呼吸道擴張肌的活動也會隨之改變。中樞呼吸的驅動力較低時，上呼吸道擴張肌的活動力也隨之減少，氣道的阻力因而增高，因此較易塌陷。

肺容積也是一個導因。當生物體的肺容積增加時，上呼吸道的總截面積也會增加；無論是否罹患 OSA，肺容積較小的個體，其氣道的截面積亦較小，於是咽部也較易塌陷 ^[7]。

如果要檢測是否有呼吸中止症候群，通常會透過整夜睡眠多項生理功能檢查（polysomnography），持續偵測受測者於睡眠期間的神經生理學、心肺及其他生理參數，藉此對體內各個器官、系統於睡眠與覺醒間之生理變化進行定性與定量之紀錄 ^[8]。此檢查也是診斷多種睡眠障礙的重要工具。

其中 OSA 的嚴重程度常會以睡眠呼吸中止指數（apnea-hypopnea index, AHI）來量化。AHI 係指睡眠期間，每小時呼吸中止與呼吸減弱的次數總合。當 AHI 大於等於 5 次，伴隨有日間嗜睡、疲倦或認知障礙等相關症狀，或無論有無相關症狀，AHI 大於 15 次，則定義為罹患 OSA ^[9]。

輕度 OSA ^[10] 者，AHI 為 5～15，日常易於不太需要集中注意力（如看電視）時感覺疲累。中度 OSA 的 AHI 介在 15～30 間，患者會在需要集中精神（如開會）時，不自覺感到疲累。若 AHI 超過 30，則為嚴重 OSA，患者即使需要高度注意力（如駕駛車輛）時，也會感覺疲累。

目前 OSA 的治療方式包括行為策略、利用醫療器材，或手術 ^[11]。

行為策略

行為策略包括戒菸、戒酒、避免仰臥睡姿、規律進行有氧運動，以及減重。有些患者在仰躺狀態下，AHI 會升高 ^[12]，或呼吸中止的症狀於仰躺下比側躺時嚴重 ^[13]，對於此類患者，採側躺或趴臥睡姿有助於改善症狀。

減重方面，並非所有肥胖者都有 OSA，但罹患 OSA 的患者中，許多為肥胖者，而 OSA 的發作常伴隨著體重明顯增加 ^[14]。此外，肥胖的 OSA 患者在體重減輕後，其睡眠呼吸中止的情形隨之減少，而肺功能與氣體交換異常的情形也會跟著改善 ^{[5, 15]}。

醫療器材

目前 OSA 的標準治療為利用連續性氣道陽壓（continuous positive airway pressure, CPAP）呼吸器治療，將氣流通過呼吸道送入肺中，主要是利用正壓通氣打開睡眠時阻塞的呼吸道，以減少缺氧情形。

然而，也有許多患者因為配戴陽壓呼吸器時的不適感而拒絕此治療方式 ^[3]。對於無法適應這類產品的患者，一個替代方法是利用口腔矯正器治療，口腔矯正器不會產生噪音且攜帶較便利，患者的接受度較高，然而仍有配戴造成不舒適的問題存在，且對病情較嚴重者，治療效果仍有待進一步評估 ^[16]。

此外也有研究 ^[17] 提供患者口咽鍛鍊，由一名語言病理學家指導患者每日練習發出指定母音、進行專門的舌部運動、做出指特定面部表情等訓練，針對口腔中之軟顎、舌頭、面部肌肉及口腔肌肉咬合系統予以鍛鍊。結果發覺這樣的訓練有助於減少 OSA 患者的打鼾、日間嗜睡情形，改善睡眠品質。

手術

也有患者尋求透過手術，永久性改變局部解剖結構以改善上呼吸道之氣流順暢 ^[17]。

手術可能透過移除部分軟組織或其他方式，改造咽部的解剖構造。其中懸雍垂顎咽成型術（Uvulopalatopharyngoplasty）為最常見的手術型式，做法乃是移除懸雍垂（uvula）及軟顎的末端。其他手術矯正方式包括將下顎前移（mandibular advancement），或將利用縫合線將舌骨往下頜骨的方向拉的舌骨肌切開懸吊術（hyoid myotomy suspension）。頦舌肌前移術（genioglossal advancement）也是以類似的做法，將頦舌肌的附著點往前拉，擴大舌頭後方空間 ^[18]。

如果要接受手術治療，應先確認其 OSA 是否為上呼吸道結構異常所導致，與醫師詳盡溝通，審慎考量手術之成功率與可能併發症再作決定。

由於影響 OSA 的因素繁多，包括過重、睡眠習慣不佳、鼻塞、藥物的使用、酒精的攝取等。無論採取何種方式治療，都應同時考量這些疾病相關因子並適當介入，在治療 OSA 及改善睡眠品質上都將更有效益。

參考文獻

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18. 臺中榮民總醫院，頦舌肌前移及舌骨懸吊手術對於重度睡眠呼吸中止症之療效探討（2018 年 9 月 18 日）。檢自 https://www.vghtc.gov.tw/UnitPage/UnitContentView?WebMenuID=cc45940d-9927-4c64-b7ae-bb2804777913&UnitID=08becea1-8750-4636-aa2b-a86843f0eb17&UnitDefaultTemplate=1（May 18, 2023）

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。