跟著老師凍次凍！讓美味瞬間定格的冷凍食品技術──《我們如何走到今天》

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

• 作者／朱中亮，財團法人食品工業發展研究所資深研究員

蔬菜與生鮮魚肉等食物，從採收或屠宰一直到送到廚房或餐桌之前，會經過各種生化反應，同時微生物也會在其中繁殖，當菌數過多或產生毒素時，就會對人體產生危害。為了確保食品安全，必須進行適度加工以便保存，許多食品加工技術都是因此發展出來的。

食品加工對食品的重要性不容忽略，本期的 ILSI Taiwan 專欄邀請財團法人食品工業發展研究所朱中亮資深研究員為您介紹這些基礎且重要的傳統食品加工技術。

食品加工的初衷：為人類生活帶來便利

美國知名的商業雜誌《彭博商業周刊》(Bloomberg Businessweek) 2014 年慶祝創刊 85 周年時，列舉 85 項為人類生活帶來便利的發明及創造，其中與食品有關的包括：麥當勞的誕生、冰箱（製冷技術）的發明、高果糖糖漿的問世、瓶裝水的製造、嬰兒奶粉配方的發明、星巴克的誕生。

這些發明中，高果糖糖漿被認為是造成肥胖、人體危害的元兇而備受批評。

其實高果糖糖漿的發明是為了避免自然資源的浪費，由於許多食品製造時都需要糖，但糖從原料甘蔗或甜菜的種植到採收、再加工變成蔗糖所需的程序非常繁複與漫長，科學家便想到利用澱粉含量極高的玉米，透過酵素直接轉換成糖，不僅簡化製程，也能避免自然資源的浪費。

掌握美味與安全的秘訣：火候

不少人認為食品工廠就是放大版的廚房，其實並不然，如果只是將廚房的一個灶擴增為十個灶來生產，勢必無法對食品品質進行嚴格的控管，更將導致食品品質參差不齊的狀況發生。

廚師製作料理時經常談到火候，所謂「小火慢燉、大火快炒」，食品工廠進行調理生產時，也必須精確掌握溫度與時間，否則將無法維持食品的品質。

火候掌握得宜不僅是美味的秘訣，更是食品安全的重要關鍵。因為加熱殺死微生物是一種很有效保存食品的技術。若兩者無法同時兼顧時，食品業者絕對是要犧牲美味，做到足夠的殺菌或滅菌，以確保食品的安全。

在此必須與讀者們介紹兩個名詞：「滅菌 (sterilization)」與「殺菌 (pasteurization)」，在食品科技上有非常明確的定義，可惜卻時常被大眾所混用。

兩者最大的差別在於：滅菌後的產品能夠室溫保存，而殺菌後的產品必須冷藏保存。

延長保存時間大招：冷凍冷藏技術

談完「熱」接著提到「冷」的技術。將溫度降低的冷凍冷藏技術能減緩食品腐壞的速度、延長食品保存時間。

如果要問冷凍與冷藏孰優孰劣？其實各有優缺點，兩者最主要的區別在於溫度差異，將食品冷凍所產生的冰晶容易破壞其質地，解凍復熱時也較為不便；將食品冷藏保存雖然復熱較快速，但保存期限較短。

食品業者也會針對產品的特性，而選擇使用冷凍或是冷藏來保存食品。便利商店的三角飯糰大多擺放在 18℃ 的冷藏櫃，目的是兼具食品安全與美味。

因為米飯在 12℃ 以下口感會開始變硬，更別提一般的 4℃ 冷藏，食品業者必須在美味與食品保存的綜合考量下做出妥協，以至於飯糰的保存期就變得很短。在此也呼籲消費者購買飯糰後應儘速食用，切勿放置在室溫下一陣子才吃。

提到冷凍就不得不提「急速冷凍技術」。急速冷凍能維持較良好的食品品質，蔬菜與肉品都是細胞組成，緩慢冷凍容易使食品中的冰晶聚集形成大冰晶穿破這些細胞使裡面的細胞質流出，所以在解凍時會有「湯汁」滲出，食物中的美味與營養也容易就這樣「付諸流水」。

而急速冷凍技術的可貴之處就是讓細胞中的水份結凍時維持小冰晶，在解凍時較能保持質地完整，使食品風味保存更佳。

食品品質的關鍵：掌握「水活性」

影響食品安定性的因子可以分為物理性、生物性及化學性，物理性如同冷凍結晶、乾燥收縮或受壓破損等會影響食品品質；生物性因子最常見的如麵包上的黑黴、橘皮上的青黴、酵素分解食品產生異味等；化學性如氧化、褐變等造成食品外觀改變，這些因子都會影響食品的安定性與消費者對食品的接受度。

無論是物理、化學或是生物性因子，控制水份都是重要的手段，因此在食品中，便出現水活性的概念。水活性是由澳洲學者 William James Scott 所提出，他雖然不是第一位研究水份對食品品質影響的人，但卻是第一位把這些變化因素，用科學方法歸納成水活性這個指標，且發現控制該指標就能確實掌握食品品質。

Scott 提出一個聰明又簡單的方法：將食品盛裝在容器中量測食品能產生多少水蒸氣，如果產生的水蒸氣越多，就代表水越容易被微生物利用。

如果食品中含有某些成分比微生物或者其他化學物質更能抓住水，那水就不會被微生物或化學反應使用，也就不會發生食品劣變反應，因此我們定義取得水的容易程度為水活性。

許多糕點師傅知道降低含水率能避免發霉，但也容易使產品過乾，導入水活性的概念後，師傅們了解即使含水率高，仍能藉由降低水活性阻止糕點發霉。

降低水活性的方法有很多，如醬油加鹽、水果乾加糖、榨菜及德式酸菜除了鹽漬降低水活性之外，還會透過發酵來增加酸度降低 pH值，這些步驟都能增加食品的保存期限。

食品保存期限的意義到底是什麼呢？

我曾經在報導上看到日本研發出 20 年不會變質的防災食品，以現在食品加工技術來說，製造 20 年不會發霉的食品並不困難，難的是除了不發霉之外，還要兼具美味。

請試著思考一下，20 年不會發霉的防災食品是否代表產品標示上的保存期限就該寫 20 年？我們該如何看待食品的保存期限呢？

灰姑娘的故事相信讀者們都耳熟能詳，「……灰姑娘飛快地奔出皇宮大門時，12 點的鐘聲剛好響完。剎那間，所有的東西都恢復原樣……」，如果食品標示上寫的保存期限是 7 月 1 日，是不是代表一旦到了 7 月 2 日的 0 時 1 分，食品剎那間就會對食用者造成嚴重後果呢？絕對不是如此。又如同梅干菜、酒這類的食品都是越陳越香，它們的保存期限又該是多久呢？

保存期限的概念非常複雜，對食品業者而言，決定保存期限的指標包含兩種：微生物產生的腐敗及成分變化帶來的感官品質劣變。

大多數生鮮產品的保存期限到期是因微生物生長而造成產品腐敗，但有些產品如罐頭、冷凍食品，所謂的過期並非因為微生物生長，而是產品的風味變差。

我曾經做過一個實驗針對超過保存期限的罐頭果汁進行感官測試，發現真正產生風味變化的產品的百分率並不高，但對食品企業而言無法接受這樣的不良率，因此在訂定保存期限時會採取較保守的作法，也往往出現有些食品即使到達保存期限仍然還可食用的現象。

然而這已非單純的科學議題，如何在減少食物浪費的情況下，同時確保食品品質與安全，使食物資源能更有效地被運用？這是一個值得大家思考與重視的議題。

• 本文轉載自 ILSI Taiwan-2019 年第 6 期《走進廚房與食品工廠，認識傳統食品加工》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 ILSI Taiwan 喔！
• 作者／朱中亮│資深研究員
  德國Hohenheim大學食品科技研究所博士，現任財團法人食品工業發展研究所資深研究員。專長為食品加工與製程，目前研究技術領域為食品非熱加工技術、冷藏食品保存期限預測及溫度管理技術等。

• 【科科愛看書】從印刷機到自拍神器、從罐頭到室內空調，我們的生活因著各種創新發明而越顯便利，然而，這些發展根本不在發明者原先的構想之內，人類到底是如何接力進行創新，才造就今天的世界？在《我們如何走到今天？印刷術促成細胞的發現到製冷技術形塑城市樣貌，一段你不知道卻影響人類兩千年的文明發展史》中，作者從「玻璃、製冷、聲音、乾淨、時間與光」這六項主題切入，帶你看見跨領域的發明脈絡，讓人不禁驚呼：「傑克，這真是太神奇了！」

冰天雪地吃什麼？難下嚥的布魯茲是唯一選擇

1916 年冬，一名特立獨行且結婚沒多久的自然學家和企業家，舉家搬到北邊拉布拉多半島的偏遠凍原上。在這之前，他自己在那裡度過幾個冬天，開了一家飼養狐狸和偶爾將動物和報告送回美國生物調查局的毛皮公司。他妻子生下兒子五個星期後，她帶著小孩過去與他會合。拉布拉多半島，再怎麼說，都不是新生兒的理想居住地。氣候嚴寒，氣溫常掉到攝氏零下十七度，該地區完全沒有現代醫療設施，吃的也很不理想。拉布拉多半島天候酷寒，冬天的食物若非冷凍的，就是醃製的；除了魚，沒別的新鮮食物。正餐吃的通常是當地人所謂的「布魯茲」（brewis）：鹹鱈魚和硬餅乾。硬餅乾硬得像石頭，放在水裡煮過，並綴以用鹽處理過並炸過的小豬油塊（scrunchion）。凡是冷凍過的肉或農產品，解凍後都會變得爛糊、風味盡失。

但這位自然學家在吃的方面愛嘗新，著迷於不同文化的食物。（他在日記裡記載了他所吃過的各種東西，從響尾蛇到臭鼬都有。）於是他開始和當地一些伊努伊特人去冰上釣魚，在結冰的湖面上鑿洞，擲入釣線釣鱒魚。氣溫在零下十七、十八度，因此魚一被拉出湖面，幾秒鐘內就會凍結變硬。

這位年輕的自然學家，在拉布拉多半島坐下來和家人一起用餐時，無意間發現一個有力的科學實驗。他們把從冰湖釣來的鱒魚解凍，發現它吃起來比平常的冷凍魚新鮮得多。差異如此顯著，使他開始一心要弄清楚為何結凍的鱒魚更能有效保住原味。於是克萊倫斯．伯茲艾（Clarence Birdseye）開始調查此現象，從而最終使他的名字出現在全球超市的凍豌豆、凍魚條的包裝袋上。

瞬間冷凍的鱒魚，充滿香甜好滋味！

最初伯茲艾以為鱒魚保住鮮味，純粹因為鱒魚是較晚近才捕獲，但隨著他更深入研究，他開始認為還有別的因素。首先，與其他冷凍魚不同的，從冰下捕來的鱒魚可保住原味數個月。他開始拿冷凍蔬菜做實驗，發現隆冬時冷凍的蔬菜，吃起來比晚秋或初春時冷凍的蔬菜美味。他用顯微鏡分析食物，注意到結凍過程所形成的冰晶體內有個顯著差異：失去原始風味的結凍農產品有明顯較大的晶體，而且那些晶體似乎正瓦解食物本身的分子結構。

最後，伯茲艾想到一說法來說明口感上的顯著差異：關鍵全在於冷凍速度。慢慢冷凍使冰的氫鍵有機會形成較大的晶體狀。幾秒內完成的冷凍，即我們今日所謂的「瞬間冷凍」，產生小上許多而對食物本身損傷較少的晶體。伊努伊特族漁民未從晶體、分子的角度思考這件事，但千百年來他們都藉由將活魚拉出水面，讓魚瞬間置身極寒氣溫裡，享受瞬間冷凍的好處。

他繼續實驗，腦海裡開始浮現一構想：由於人工製冷愈來愈普遍，冷凍食品的需求可能非常大，只要能解決品質問題的話。一如他之前的杜鐸，伯茲艾開始記錄他的製冷實驗，且一如杜鐸，這構想會在他腦海裡佇留十年之後，才轉化為可上市獲利的東西。那並非靈光一閃即成形的東西，而是在無比悠閒從容之中，經過一段時日逐步成形的構想。我喜歡把那稱作「慢慢成形的直覺想法」（slow hunch），那與「靈光乍現」的想法截然相反，要經過數十年才變清楚，而非在幾秒內即呈現。

伯茲艾的第一個靈感來源，乃是拉出冰湖的鱒魚保有無比鮮度一事。但第二個靈感來源的性質與前者南轅北轍：一艘裝滿腐爛鱈魚的商業性漁船。在拉布拉多半島闖蕩之後，伯茲艾回到他在紐約的老家，在漁業協會裡覓得工作。這份工作讓他親眼見到商業性漁業慣有的駭人情況。伯茲艾後來寫道：「鮮魚配送作業的無效率和不衛生，令我非常反感，我於是開始想辦法在生產階段就從易腐食物裡移除不可食的廢棄部位，用堅實、便利的容器包裝，讓魚貨在鮮度完好無損下送到家庭主婦手上。」

有了冷凍技術，人人都可以是廚神！

二十世紀頭幾十年，冷凍食品業被認為是最不入流的事業。你能買到冷凍的魚或農產品，但這種東西被普遍認為無法入口。（事實上冷凍食品品質太差，紐約州立監獄以它未達到獄囚的食品標準予以禁用。）關鍵癥結之一在於食品的冷凍溫度較高，往往只達冰點以下幾度。但此前幾十年的科學進步，已使人得以人工製造出和拉布拉多半島一樣的低溫。到了 1920 年代初期，伯茲艾已研發出一瞬間冷凍流程，把魚裝入紙箱，堆疊起來，用攝氏零下四十度的低溫冷凍。受到亨利．福特 T 型車工廠的新工業模式啟發，伯茲艾創造出「雙輸送帶凍結器」（double-belt freezer），以更有效率的生產線完成冷凍流程。他創立了名叫通用海產（General Seafood）的公司，該公司即運用這些新生產技術。伯茲艾發現，他用這方法冷凍的食品（水果、肉、蔬菜），幾乎樣樣在解凍後仍非常新鮮。

這時，冷凍食品還要經過十幾年才會成為美國人主食的一部分（這需要超市和家戶廚房的冷凍庫達到足夠數量才會實現，而這數量要到戰後時期才能達到）。但伯茲艾的實驗大受看好，於是 1929 年，在黑色星期五華爾街股市崩盤前幾個月，波斯特姆穀類食品公司（Postum Cereal Company）買下通用海產公司，並迅即將它改名為通用食品（General Foods）公司。伯茲艾的冰上釣魚冒險，最終使他成為百萬富翁。他的名字出現在不帶骨冷凍魚肉的包裝盒上直至今日。

伯茲艾在冷凍食品上的突破，既是慢慢成形的直覺想法的體現，也是幾個大相逕庭的地理空間、知性空間碰撞的產物。要想像出一個瞬間冷凍食品的世界，伯茲艾需要有在嚴寒的北極區氣候養活一家人的艱苦經驗，需要與伊努伊特族漁民相處，需要檢查紐約港鱈魚拖網漁船的惡臭容器，需要具備製造零度以下低溫的科學知識，需要具體打造生產線的工業知識。一如每個重大的構想，伯茲艾的不凡構想，並非單單一個洞見，而是彼此息息相關，且以新配置方式包裝在一塊的其他數個構想。伯茲艾的構想之所以發揮了這麼大的作用，不只因為他個人過人的天賦，還因為他所結合的地方、專門技術非常多樣。

在伯茲艾取得那一發現後的幾十年裡，興起了加熱即可食的冷凍包裝食品。在如今這種講究本地取材、手工料理的時代，那類食品已經失寵，但冷凍食品問世之初，增進了人類健康，為美國人的日常飲食注入更多養分。瞬間冷凍食品擴大了食品供應的時間與空間：夏季採收的農產品能在幾個月後供人食用；在丹佛或達拉斯能吃到在北大西洋捕獲的魚。與其等五個月吃新鮮豌豆，不如一月時就吃冷凍豌豆。

本文摘自《我們如何走到今天？印刷術促成細胞的發現到製冷技術形塑城市樣貌，一段你不知道卻影響人類兩千年的文明發展史》，麥田出版。