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？
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。
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。
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。
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咖啡因是一種分子上的模仿大師。人類醒著的每一分鐘，腦中都會不斷增加腺苷（adenosine）這種化學物質，像是沙漏的沙子不斷累積，能夠告訴我們已經醒著多久，且會讓大腦運作逐漸放緩，創造出一種睡眠壓力，讓人體做好入眠的準備。所以醒著 12 個小時到 16 個小時，人就會感受到一種難以抗拒的誘惑，想回臥室躺著進入夢鄉。
然而，咖啡因的分子結構十分類似腺苷，能夠搶先一步與腺苷的受體結合，卻不會活化受體；這樣一來，反而是對這些腺苷受體形成一種化學封鎖。所以，只要你的腦中有大量咖啡因，腺苷就無法與受體結合，難以傳遞正常的訊號咖啡因就是靠著這種藥理作用來抑制睡意，使大腦保持警覺與專注。雖然腺苷依然不斷在大腦中堆積，只不過所發出的訊號就這樣被咖啡因給堵住了。但是，等到身體分解了咖啡因，腺苷就會宛如大壩潰堤，讓人感受到沛不可擋的睏意——這就是可怕的咖啡因崩潰（caffeine crash）。
植物合成咖啡因，原本是做為一種天然的殺蟲劑，避免葉子或種子遭到啃食，甚至還能殺死昆蟲。但奇怪的是，像是包括幾種咖啡類與柑橘類植物在內，有些植物的花蜜也含有咖啡因，花蜜原本該是用來吸引昆蟲授粉的。實驗結果顯示，咖啡因能夠增強蜜蜂的嗅覺學習能力，讓蜜蜂更能記得這些花的氣味，於是不斷回訪這些有著咖啡香氣的花朵。也就是說，這些植物等於是讓蜜蜂吸了興奮劑，引誘它們成為自己忠實的授粉者；可以說，正是咖啡因讓蜜蜂願意不斷嗡嗡嗡上工。
咖啡因的另一個作用是增加依核裡的多巴胺濃度，同時也會提高多巴胺受體的敏感性。這會刺激我們前面提過的中腦邊緣報償路徑，讓人在喝到一杯好茶或咖啡的時候，感受到愉悅的好心情；但也會讓人上癮。人類之所以愛喝咖啡或茶之類的飲料，是因為這能夠刺激大腦、抑制睡意；而且只要一開始喝了，就會因為咖啡因成癮而讓人維持這樣的習慣。於是回過頭來，我們就看到咖啡因對歷史產生了長久的影響。
在啟蒙時代，咖啡在歐洲咖啡館裡刺激了知識份子的思想與話語；到了不斷變化的工業時代，則是茶讓英國工人階級的身心得以調適。工業革命淘汰了像是編織、打鐵這些傳統工藝，以龐大的機器加以取代。從煤氣燈到電燈泡，各種人造光源讓工廠開始能夠一路運作到深夜。而咖啡因不但能讓工人在單調無趣的工廠環境裡，維持清醒專注，連那些營養不良造成的飢餓感也能一併排除。茶裡面加的糖也能提供熱量，讓人在長時間的輪班期間維持體力。咖啡因就這樣將工人變成了更好的零件，更能配合那些永遠不知疲倦為何物的鋼鐵機器。
〔附注：出於類似的原因，戰爭時期的軍隊也會運用各種精神藥物。像是希特勒速度驚人的閃電戰，先是在 1939 年 9 月橫掃波蘭，接著在 1940 年初攻下法國與比利時。這一方面靠的當然是德意志國防軍裝甲師的機動性，坦克既配備了無線電裝置用於協調，還能得到德意志空軍轟炸機的空中支援。但另一方面，這項成功的背後還有另一項技術的支援：靠著合成興奮劑「甲基安非他命」（methamphetamine，分子結構類似腎上腺素），德軍能夠戰得更猛更久，而不會感覺精神倦怠或身體疲勞。安非他命的化學作用讓人進入高度警覺狀態，也大大提升了自信與攻擊性。閃電戰的成功，靠的其實也是部隊嗑了藥。就連希特勒本人也同時混打多種藥物（古柯鹼、甲基安非他命、睪固酮），提供作戰指揮時的體力。〕
所以講到工業革命，工廠與磨坊的動力靠的是蒸汽機，但如果是操作機器的工人，靠的燃料就是東印度公司帶來的茶葉、加上來自西印度群島的糖。於是，茶的歷史深深植根於對勞工的剝削——從印度的茶園、加勒比海的甘蔗栽培園、再到英國的工廠，都壓榨著這些工人所有清醒的時分。
如今，若想要控制我們的睡眠清醒週期（sleep-wake cycle），咖啡因仍然是一項重要工具。這個科技社會的步調太過急促，不允許我們被動順應自己的生物時鐘，得主動加以調整，適應數位時鐘的要求。而很多人靠的就是自行攝取咖啡因，在每天上班途中把自己叫醒、讓自己能在辦公桌前熬夜趕工，或是在長途飛行後，把生理時鐘同步到新的時區。很多咖啡因成癮者都能自己調整這種藥物的劑量，一方面巧妙發揮咖啡因的正面作用，讓自己更能面對現代世界對專注力的需求，另一方面也能避免過度攝入造成的負面作用，像是焦躁不安、心跳加速、胃部不適。
然而，咖啡因雖然讓我們得以抑制大腦發出的睡意訊號，卻也成了現代人常常睡眠不足的一大主因。咖啡和茶就這樣和人類玩著兩面手法：我們喝咖啡和茶，是為了緩解長期的嗜睡；但造成這種情形的元凶也正是咖啡因。事實上，我們早上會想趕快來杯咖啡，讓腦子清醒一點、或是提振精神，很多時候其實是在緩解一夜難眠的戒斷症狀。
——本文摘自《人類文明：生物機制如何塑造世界史》，2024 年 05 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。
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睡覺的時候，感覺有人手伸入她的睡褲，輕撫腹部。[1, 2]女子睜開雙眼。輕聲喚不醒身旁的男友，轉而大叫他起來開燈。突然亮起的光線下，一個約莫 178 公分高，85 公斤重的男人，站在床尾，自稱是對面鄰居。[1]
2006 年，38 歲的 Mark Bonnstetter 跟著懷孕的太太回娘家，[1, 2]期間第 3 個小孩誕生。全家多待一週後，[1]只有於東伊利諾大學（Eastern Illinois University）擔任首席運動傷害防護員的他，[1, 3]因為工作而提前在感恩節週末，回到伊利諾州 Charleston 市的 Woodfield 巷。[1, 2]返鄉過節的左右鄰居趁便請託，要他每日代為開燈，佯裝屋主在家，以防宵小。[1]
11 月 25 日那天，[1, 2, 4]Bonnstetter 晚上 6 到 9 點要工作。假期夜間照顧孩子，害他缺乏睡眠，還未及補足。逼得 Bonnstetter 早餐喝 2 杯咖啡；9 到 11 點再 2 杯；下午飲用 2 瓶 Diet Cokes；上班時又灌了大量 Diet Pepsi，好不容易才撐到收工。回到家即便不早，他仍記得幫忙鄰居點燈。終於就寢，卻沒睡好。凌晨 3 點醒來，睡著之後，又被聲音吵醒。[1]
循著噪音的源頭，Bonnstetter 望向窗外：對面沒有請他看家的那戶，燈亮著，前門微開。心懷守望相助的責任感，Bonnstetter 前去查勘。進入屋內，巡過一個又一個房間，關掉廚房的燈，再往主臥室走…。[1]
他聽到女性微弱的說話聲，變成喊叫。房裡的燈光，瞬時明亮。Bonnstetter 被請離，走著、走著，流連於廚房。女子不得不親自把人領到門口，再目送他跨過馬路返家。Bonnstetter 躺回床上，一覺天光。醒來後，整個過程忘得乾淨，照常出門上班。另一邊，女子的母親回來，聽說此事，通報警方。[1]
Bonnstetter 跟他哥，童年時共睡一房。除了爸媽之外，兩人也是彼此夢遊（parasomnia；sleepwalking）的目擊者。[1]兒童夢遊的人口比例，較成年人高：學齡前約有 1%；學童則為 2% 左右。發生的頻率，通常一週幾次。少數成人受藥物或酒精影響，抑或是睡眠品質不佳時，也會夢遊。[5]Bonnstetter 雖然沒酗酒，但是妻子與岳父母，卻不時見他在夜間晃蕩。有一回到外地參加體育賽事，住同個旅館房間的醫師，發現 Bonnstetter 迷糊地邊走邊咕噥。安全起見，還特別知會當地警方。[1]
以往頂多是在屋裡「巡邏」，或探查窗外情況，Bonnstetter 的動機似乎出於保護家人，避免他們被不存在的危險傷害。這算是成人夢遊的典型之一。[1]眼神呆滯地四處走動之餘，有些人還會執行複雜的動作，像是進食、說話或者操作機器。[6]Bonnstetter 就偶爾會無厘頭地搬弄物品，例如：溫柔地把時鐘擺在嬰兒床上。過去不管是哪種情形，結果都無傷大雅。然而感恩節的意外，竟破天荒地鬧成了刑事案件。[1]
11 月 28 日，Bonnstetter 遭警察逮捕。[2]他放棄保持緘默的權利，反覆否認性侵，只想向受害者致歉。原以為基於先前醫師通報的夢遊紀錄，警方能理解並放人，[1]沒想到 12 月 11 日 Bonnstetter 還是被起訴了。[2]據說罪名包括非法入侵、性侵，以及蓄意強姦未遂。[1]另一說是沒有被控性侵，但加上侵入竊盜。[4]
Bonnstetter 的律師建議他做睡眠檢查（polysomnography；sleep study）。[1, 2]廣義來說，涵蓋睡覺時的腦波、血氧、心律、呼吸，以及眼睛和腿的活動等；[7]而這裡大概會著重能提出證據的項目。Bonnstetter 最先拜訪的睡眠實驗室，聽說官司進行中，便拒絕了。於是，他改去若許大學醫療中心（Rush University Medical Center），找專治睡眠障礙的神經科醫師和心理師。[1]
2007 年 8 月 16 日的檢查報告，指出 Bonnstetter 罹患輕微的姿勢阻塞型睡眠呼吸中止症候群（positional obstructive sleep apnoea syndrome），[1]也就是躺著比較吸不到氣，側睡會好得多。[8]隔天計劃要再現出事那天的條件，攝取過多咖啡因，然後觀察睡眠。然而，這種作法須要大學研究委員會核可，訴訟在即，Bonnstetter 跟太太絕不能等。[1]
該醫療中心，受辯護律師委託出庭作證的 Rosalind Cartwright 醫師，手邊數據不足，只好拿既有資料，比對診斷標準。[1]睡眠有 4 個階段，前 3 個從 N1 到 N3，為非快速動眼期（non-rapid eye movement cycle；NREM）；末了的則是快速動眼期（rapid eye movement；REM）。[9, 10]一般人每晚會以 N1、N2、N3、N2、REM 的順序，重複 4 至 5 輪。[9]典型的夢遊，起始於剛入睡的幾小時，即非快速動眼期的N3。[6, 9]Bonnstetter 不確定意外當天何時就寢，僅從下班時間和幫鄰居點燈等，估計應該是午夜。他可能3點和之後各醒來一次。而根據被害人的說法，Bonnstetter 約莫於早上 4 點半至 5 點之間，擅闖民宅。由此或許能勉強推測，事發時間在第二輪的非快速動眼期。[1]
為求更精確的診斷，Bonnstetter 睡眠檢查的光碟，被送往史丹佛大學（Stanford University）。該校以Christian Guilleminault 為首的 3 名醫師，於 2008 年 3 月 3 日的報告裡，寫道Bonnstetter整晚的第一輪非快速動眼期，腦部慢波活動較一般的平均值低。文獻指出，若再加上下列兩個條件，就有可能導致夢遊：[1]
除此之外，Bonnstetter 在非快速動眼期，睡睡醒醒的循環交替異常頻繁，是夢遊者典型的症狀之一。[1]
2007年初，東伊利諾大學的實習刊物《每日東部新聞》（The Daily Eastern News），質疑 Bonnstetter 何以持續任職，還討論他是否曾與運動員單獨接觸。文章內容鉅細靡遺，不僅有律師和學校多位主管的名字，連被告與受害者的完整住址，都寫得一清二楚。[2]想必在校內及附近社區，掀起軒然大波。
2008 年 10 月 24 至 27 日，案件開庭。[1, 11]辯護律師以圖表說明，夢遊者跟正常人在非快速動眼期的慢波差異。陪審團專注聆聽，Bonnstetter如何意識矇矓地誤闖民宅。檢察官則以Bonnstetter在燈亮後，還能自我介紹為由，駁斥此番論述。律師隨即強調夢遊後的失憶，證明被告當時的精神狀態不佳。雙方一來一往，嚴密攻防。[1]26日《每日東部新聞》立場轉變，大量引用Rosalind Cartwright醫師等專家證人的說法，解釋夢遊的可能性。[4]27日，陪審團採信醫學證據，在傍晚6點做出無罪判定。[11]
洗清冤屈的Bonnstetter，後來繼續在原部門服務，並逐步升遷。[3]Rosalind Cartwright和Christian Guilleminault醫師，則於2013年7月的《臨床睡眠醫學期刊》（Journal of Clinical Sleep Medicine）上，介紹此案背後的學理根據。[1]
