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召喚幽靈的旋桌術,法拉第怎麼設計實驗破解?—《怪咖心理學3》

azothbooks_96
・2017/02/12 ・2641字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

  • 【科科愛看書】《怪咖心理學》的作者、心理學博士李察.韋斯曼,在第三集中要帶著讀者挑戰與破解種種超自然現象。不管是心電感應、預知夢、撞鬼,還是靈魂出竅,這些難以解釋的神秘現象可能發生在你身上,或你曾聽別人說過,但這一次科學家們用實驗結果告訴你,到底這是怎麼回事?

讓愛因斯坦也佩服的邁克.法拉第(Michael Faraday),在 1852 年集合了一群值得信賴又會旋桌術的人,執行一個巧妙的三階段實驗計畫,這計畫至今仍是教大家如何探索靈異現象的典型教材。

邁可.法拉第肖像。圖/Thomas Phillips, 1842, public domain, wikimedia commons.

法拉第生於 1791 年倫敦南部,家境清寒,從小就對科學很感興趣。他的勤奮和求知欲很快引起頂尖科學家漢弗萊.戴維(Humphry Davy)的關注,所以法拉第年僅 21 歲就進入倫敦著名的皇家學會任職。法拉第終其一生都在皇家學會工作,探索多元的主題。他發明全球聞名的本生燈,發現煤塵是導致礦坑爆炸的主因,建議英國國家畫廊清潔藝術收藏品的最佳方法,針對燃燒蠟燭的科學做了一系列熱門的演講(「思考蠟燭燃燒的物理現象,是探究物理學的最佳方法」)。

他最為人知的開創性成就,或許是探索上帝和電力及磁力等神祕力量之間的關係。法拉第花好幾個小時實驗多種儀器後,把一條電線彎進線圈裡,讓磁鐵在線圈的中央移動,意外發現磁鐵的移動會感應電線裡的電流。這個簡單的實驗顯現了電力和磁力之間的基本關連,為現代的電磁理論奠定了基礎。

愛因斯坦對法拉第的研究相當佩服,在研究室牆上掛著他的照片,作為靈感的來源。法拉第一向相當務實,發現電磁感應之後,他馬上接著探索它的可能應用,最後發明了現代發電機的前身。當英國財政大臣威廉.格拉斯通( William Gladstone)聽聞這個新奇的裝置時,他詢問法拉第電力的實用價值,法拉第給了他一個知名的答覆:「有朝一日,您可以課稅。」

第一部發電機:法拉利圓盤。圖/Émile Alglave, public domain, wikimedia commons.

法拉第也很重視宗教,他在蘇格蘭長老教會的分支「桑德曼教派」( Sandemanians)證道,他的教會身分讓他婉拒了英國皇家學會的會長一職及爵位,他提出的理由是,他覺得耶穌不會接受那樣的榮譽。政府要求他為克里米亞戰爭製造毒氣時,他也以不道德為由加以回絕。他不買保險,因為他覺得那是不信教的舉動。他的宗教信仰可能是促使他發現電磁的主因,他認為上帝掌控全世界,深信自然中的一切必定相互關連,包括電力和磁力之間看似無關的力量。

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召喚幽靈的旋桌術

旋桌術,又稱為桌靈轉。圖/擷取自YouTube影片

由於法拉第擅長掌控無形的力量,又對宗教事物很感興趣,他受旋桌術的吸引並不足為奇。1852 年,他集合一群值得信賴又會旋桌術的人,執行一個巧妙的三階段實驗計畫,這計畫至今仍是教大家如何探索靈異現象的典型教材。

在第一階段的探索中,法拉第把一組奇怪的材質黏在一起,包括砂紙、玻璃、濕黏土、錫箔、黏著劑、紙板、橡膠和木材,把它固定在桌上。接著,他請參試者把手放在那東西的上面,開始召喚幽靈。結果桌子很容易就動了,顯然這些材質並不影響幽靈的運作,這實驗讓法拉第得以在第二階段任意使用這些材質的組合。

他回到實驗室,開始製作幾個奇怪的組合。每個組合都包含五張明信片大小的紙板,中間夾著特殊調製的黏合顆粒,那些顆粒「有足夠的黏度穩固紙板的位置,但是在持續的作用力下,也會逐漸失去黏著力。」法拉第小心地把這些組合放在桌子的周邊,牢牢地把每個組合的最底層黏在桌面上,在紙板邊緣用鉛筆從上而下劃一條細線。準備就緒後,實驗開始。他請每位參試者各自把手放在每個組合的上方,然後請幽靈把桌子移往左邊。不久,桌子開始移動,法拉第只要看他設計的組合,就可以破解旋桌術的謎底。

那概念很簡單。他推論,如果真的有神祕力量推動桌子,桌子應該會比參試者的手先移動。那會導致每個組合的下層開始偏離上層,使鉛筆線變成由左斜向右。相反的,如果是參試者的手讓桌子移動,組合的上層會比下層先移動,使鉛筆線由右斜向左。法拉第檢查鉛筆線時,答案顯而易見。每條線都是由右斜向左,證明參試者的手比桌子先移動。這些參試者似乎是自己想像桌子在動,卻沒意識到這點,他們自己做出讓想法成真的手部微動。由於這些動作完全是無意識的,他們因此對桌子的扭動感到意外,而把桌子的移動歸因於幽靈所致。

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  • 旋桌術大概像這樣

法拉第認為自己已經解開旋桌術之謎,但是他知道招靈教的信徒會反駁;雖然那是桌邊人士無意識的動作造成的現象,幽靈仍在這移動中扮演微妙但重要的腳色。如果要測試這個想法,唯一的方式是移除手的動作,看桌子還會不會動。顯然,法拉第不能直接要求參事者別推動桌子,因為他們本來就不知道自己在推動桌子,這需要換一種新的實驗方式。

法拉第回到實驗室,創造第二種巧妙的組合,這次他改用兩個明信片大小的板子,中間隔著四個平放的玻璃棒,讓上層可以隨意轉動。這種「上層板—玻璃棒—下層板」的夾心組合,是以兩條橡皮筋綁在一起。他把每個組合的底層固定在桌面上,接著在上層與下層紙板的邊緣插入小金屬針。最後,把三十八公分長的草稈垂直黏在組合上,下層紙板插一針,上層紙板也插一針。

使用這種瘋狂的設計是有道理的。法拉第的設計是把草稈當成槓桿,上面的針是槓桿的支點。上層板有任何側向的移動時,即使動作很小,也會讓草稈產生明顯的大幅移動。那組合是有效放大參試者手部微動的簡單設計,只要請參試者維持草稈垂直,就可以確定他們的手沒動。法拉第再次把這群朋友找來,請他們把手指放在上層板上,並請幽靈移動桌子,但是要一直維持草稈垂直不動。這樣一來,不管他們再怎麼努力,都無法讓桌子移動。法拉第因此正確推論,桌子移動完全是由他們無意識的動作所造成的,根本不需要幽靈發功。

1853 年他在《科學協會》(Athenaeum)雜誌上發表這個研究結果,引起招靈教的強烈反彈,很多人宣稱他們不需要碰桌子也可以讓桌子移動。不過,怪的是,他們都不願到法拉第的實驗室,在受控的情況下表演。

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《怪咖心理學 3 》書封

 

本文摘自《 怪咖心理學(3):明明沒有,為什麼看得見?當超自然現象遇上心理學 》漫遊者文化出版。

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azothbooks_96
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漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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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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