為何不能左右眼各看一本書？雙眼之間視覺意識的平衡

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。

超前意志、且可以預測意志的腦部反應

最早以神經科學方法研究上述問題的科學家，應該是美國加州大學舊金山分校的神經生理學家利貝特（Benjamin Libet）。1983 年，利貝特發表了一項驚人的實驗，他要求受試者自由「決定」一個時間點舉起左手或右手，並根據一個碼錶來回報該「決定」在自己心中出現的時間。結果他在腦電圖中發現，舉手的「意識意志」（conscious will）出現的一秒鐘前（就是意識到自己「想要」舉手的一秒鐘前），大腦就已經出現相關的神經變化。

照理說，如果自由意志真的存在，那「意識意志」發生的時間點應該早於大腦的生理變化才對。然而實驗結果卻完全相反，大腦的生理變化反而早於「意識意志」發生的時間點。如果「意識意志」的感受只是大腦神經變化的結果，那我們真的有自由意志可言嗎？

這個實驗結果一出，立刻引起了科學界和哲學界的震撼。科學界對實驗方法有許多質疑和討論，而哲學界則對實驗結果的衍生意涵充滿興趣。

在這項研究發表後的過去三十年間，熱烈的實驗複製和學術討論從來不曾間斷。2008 年，德國馬克士普朗克研究所的認知神經科學家孫俊祥（Chun Siong Soon），也利用了功能性磁振造影成功再現了利貝特的實驗結果！

這位認知神經科學家孫俊祥和我頗有淵源。我們的第一次見面，是在達特茅斯學院。那時大概是 2005 年，我還是博士班學生，他則是從新加坡來進行短期研究的學生。我們當時就是因為都對意識和自由意志的問題很有興趣，所以才有機會在相互討論後結識。孫俊祥後來去了德國，成為海因斯（John-Dylan Haynes）的博士班學生，並發表了上述的研究。

很巧的是，我在幾年前來到新加坡，在杜克－新加坡國立大學醫學研究院（Duke-NUS Medical School）成立我的實驗室，而孫俊祥剛好也在這所學校中擔任博士後研究員。2012 年，我們因為研究興趣相近，他就進到了我的實驗室一起合作。能在實驗室成立初期，有這麼一位實力強大的幫手加入，真的非常幸運！

腦造影否定自由意志？

孫俊祥在這項研究中發現，受試者決定做動作前（十秒前！）出現的神經變化，竟然可以預測他們將會使用左手或右手。2013 年，更在另一項實驗中成功預測了受試者的心算選擇（可以預測他們即將要在心中進行加法運算或減法運算）！

在其他的決策行為研究中，也可以觀察到類似的現象。連我自己也在一系列實驗中發現，不管是比較基礎的知覺判斷、或是較高階的行為決策，都可能可以透過事前的腦部活動來進行預測。

比方說，我在麻省理工學院進行博士後研究時，就已經發現某些腦區的神經活動可以預測「雙眼競爭」的結果。

「雙眼競爭」是潛意識知覺研究中最常使用的一個實驗典範。十六世紀文藝復興時期的歐洲學者波爾塔（Giambattista della Porta）是第一個記錄下這個現象的人。他發現在左眼和右眼前分別放置一本書時，他只能「見到」其中一本，而且每隔幾秒鐘，視覺意識內容會在兩本書之間轉換。

各位讀者如果想要體驗雙眼競爭，可以試試以下這個的方法：首先，閉上左眼，然後把右手大拇指伸出來。接著，把右手大拇指由右至左緩緩移動，慢慢的遮住右下角的書頁號碼（或者是最右下角的字）。當號碼一被遮住時，就立刻停住，不要再繼續移動大拇指。好，現在你可以張開左眼了。此時你會發現，你的右眼是看不到書頁號碼的，但是左眼可以（你可以輪流閉一隻眼睛觀察看看）。當你確定右眼看不到書頁號碼，但是左眼可以之後，你就利用雙眼同時進行觀察。此時你是否發現，有時候你會只看到書頁號碼，但是過了幾秒後，你卻只能看見大拇指，並且兩種狀態會持續輪轉。偶爾有些時候，你可能也可以同時看到書頁號碼和大拇指。這就是雙眼競爭現象。

現代實驗心理學家進一步發現，即使其中一隻眼睛中的內容沒有被意識到，大腦仍會處理這隻眼睛接收的內容資訊。而我在麻省理工學院進行的一項功能性磁振造影實驗中，更進一步發現了可以預測雙眼競爭結果的神經活動。在這項實驗裡，我們讓受試者的兩眼分別觀看不同的視覺刺激（其中一眼觀看臉孔、另一眼觀看風景），然後要求他們回報自己是否看到臉孔。結果發現梭狀臉區（fusiform face area，對臉孔特別有反應的腦區）在視覺刺激出現前兩秒鐘的神經反應，就已經可以預測受試者是否會看見臉孔。換句話說，在受試者尚未見到任何視覺刺激之前，我們就可以觀察到梭狀臉區裡有一些雜訊般的神經反應，而這些反應似乎可以影響受試者兩秒鐘後的行為反應。

另外，我目前在杜克－新加坡國立大學醫學院的腦與意識實驗室也透過功能性磁振造影發現，在受試者做出高階行為決策的數秒鐘前，腦部某些特定區域的活動也可以預測受試者的決定。在其中一個實驗中，我們讓受試者看許多圖畫、並一張張詢問他們是否喜歡，結果發現，在受試者看到圖畫的數秒鐘前，大腦前額葉的神經活動可以成功預測他們是否會表示喜歡。

在另一個功能性磁振造影實驗中，我和來自台灣的黃瑜峰博士合作，讓受試者進行賭博遊戲，每一局遊戲中都會提供兩種選項，其中一個低風險選項是 100 ％會獲得某個數量的金錢（例如有 100 ％的機率獲得四元），另一個高風險選項則是有較低的機率獲得較高的金錢（例如有 50 ％的機率獲得八元和 50 ％的機率獲得零元）。我們把兩個選項的獲得金錢期望值設定得非常相近，並要求受試者在兩秒鐘之內做出選擇。

結果發現， 在受試者看到選項的數秒鐘之前， 大腦左側伏隔核（nucleu saccumbens）和額葉中迴（medial frontal gyrus）的神經活動也可以成功預測他們是否會選擇風險較高或較低的選項。

這些發現聽起來很神奇，但是讀者們別把它們和心電感應之類的發現搞混了。我們的發現並不是心電感應、也不是所謂的特異功能。我們的發現只是顯示出，人類的行為決策似乎會受到大腦中許多無意識訊息或雜訊的影響。只要透過儀器找出這些關鍵的訊息或雜訊，我們就有可能可以藉此預測人的決策。

本文摘自《大腦簡史：生物經過四十億年的演化，大腦是否已經超脫自私基因的掌控？》，貓頭鷹出版。