會「哺乳」的蜘蛛？超營養蜘蛛奶讓幼蛛頭好壯壯！

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。

人類對螞蟻可謂無比熟悉，許多人還不識字就認識螞蟻了；相關的科學研究也十分豐富，產出如威爾森（E. O. Wilson）這類科學大師。2022 年底問世的一篇論文，卻出乎意料地報告一條普遍存在，此前卻一直受到忽視的現象：

螞蟻的蛹會分泌液體，作為成蟲與幼蟲的營養液。

螞蟻社會的內循環營養液

螞蟻是完全變態的昆蟲，有卵、幼蟲、蛹、成蟲 4 個階段。眾所皆知螞蟻是社會性昆蟲，整個蟻巢運轉精密，但是蛹有好幾天固定不動，除了佔空間以外，在蟻巢裡好像沒什麼存在感。

這項研究主要的對象是畢氏粗角蟻 (Ooceraea biroi) ，近年成為探索螞蟻奧秘的主力。照論文的寫法，一開始目的很單純，就是把蛹從蟻巢中移出，看看孤獨對螞蟻有什麼影響。

被移出巢穴的蛹，羽化成蟲的比例有 90% ；即使周圍沒有同儕，絕大部分的蛹似乎也能成功轉大蟲。然而過程沒這麼簡單。

蛹在成功羽化的前幾天會黑化，論文觀察到當蛹開始黑化不久，也就是羽化的 6 天之前，每天都會分泌出液體。留著液體會害蛹被自己淹死，人為將液體移除，蛹才能順利羽化。

如果是在原本的蟻巢中，蛹排放的液體還來不及把自己淹死，就會慘遭黴菌入侵感染而亡。所幸慘劇實際上不會發生，因為成年螞蟻會將液體去除。

將藍色染劑注入蛹，一天後觀察到成蟻的消化道都出現藍染，可見蛹產生的液體，都隨即轉移進入前輩同儕的肚子。分析蛹產生的液體，得知營養十分豐富。

完全變態的昆蟲，從幼蟲到成蟲的過程中經過蛹的階段，將幼年的身體砍掉重練。螞蟻蛹分泌的液體顯然來自蛹期分解的身體，可謂原汁原味的液化螞蟻。這些容易吸收的成分，在巢穴中直接轉移給同類，毫不浪費。

這些幼體原汁原味形成的液體營養豐富，其他會化蛹的昆蟲也會產生類似的產物，為什麼不會把自己淹死，或是被黴菌感染？應該是由於那些昆蟲會將其回收利用，轉化為成年身體的建材。社會性生活的螞蟻卻是直接排放出去，變成其他個體的食物。

同時餵養更老與更小的同儕

成年螞蟻以外，蛹產生的液體也是寶寶的營養補充液。螞蟻幼蟲移動能力有限，成年螞蟻會將寶寶放到蛹的旁邊，方便它們液來伸口。沒有液體也能正常長大，不過有得吃的幼體，生長速度更快、存活率更高。

近來在台灣出名的紅火蟻（Solenopsis invicta）雖然兇狠，卻也是畢氏粗角蟻的菜單美食之一。有個實驗是給予紅火蟻和蛹，讓成年蟻選擇，結果大部份都優先將寶寶放在蛹旁邊，可見它們認為蛹提供的善液，是更佳的育幼食品。

換句話說，螞蟻在幼年階段到成年之間的蛹，同時支持更老與更小的同儕。

奧妙還不僅如此，和一般印象不同，畢氏粗角蟻沒有特定蟻后，也缺乏男生，所有成員皆為工蟻，再透過孤雌生殖進入生殖時期。

• 延伸閱讀：蟻生online上線：如何決定成為要生寶寶或是做工的螞蟻？

奇妙的是，蟻巢中處於不同階段的螞蟻，時程非常協調。當卵孵化出寶寶的一天後，蛹也開始分泌液體。也就是說寶寶從出生以後，馬上就能獲得營養補充液，概念實在很像哺乳動物的哺乳。

畢氏粗角蟻只是一種螞蟻，論文還調查螞蟻分類上其他 4 大群的成員，發現各種螞蟻的蛹都會分泌液體，而且內容物極為相似。由此推敲，這是螞蟻大家族的普遍現象，可能在眾蟻尚未分家之前已經存在。

螞蟻巢穴的內部循環如此協調，充分反映出社會性昆蟲的優點，但是同為社會性昆蟲的蜜蜂沒有。這應該是螞蟻演化為社會性的重要一步，卻不是其他社會性昆蟲的特徵。

想來也很奇妙。人們對螞蟻很熟，研究螞蟻、養螞蟻的人一大堆，可是這回報告的現象儘管普遍，卻只是首度被明確指出。我猜以前應該有人發現這件事，只是沒有深入鑽研。

等待探討的問題，無所不在，只要有心。

延伸閱讀

• 如何用CRISPR 技術，揭開螞蟻複雜社會行為之謎？——《科學月刊》
• 台灣紅火蟻防治司令部——王忠信與他的千軍萬「螞」
• 對抗紅火蟻新兵法：破解關鍵基因，讓工蟻對蟻后下剋上？

參考資料

1. Snir, O., Alwaseem, H., Heissel, S., Sharma, A., Valdés-Rodríguez, S., Carroll, T. S., … & Kronauer, D. J. (2022). The pupal moulting fluid has evolved social functions in ants. Nature, 1-7.
2. A fluid role in ant society as adults give larvae ‘milk’ from pupae
3. Anatomy of a superorganism: Ant pupae secrete fluid as ‘milk’ to nurture young larvae
4. Pupating ants make milk — and scientists only just noticed

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

及至 2022 年 7 月，全球已有約 1 萬 4 千個猴痘（monkeypox）病例。^[1] 疫情爆發以來，各國政府與學者積極討論防疫政策。孕婦若染疫，不僅病情可能比一般人嚴重，^[2] 還有垂直傳染給胎兒的風險。^[3]《刺胳針全球健康》（The Lancet Global Health）期刊上，英國皇家婦產科學院主席、副主席等人聯名發表的評論，聚焦於保護母嬰安全；^[3] 而美國疾病管制與預防中心（簡稱 CDC），也有介紹此主題的專文。^[4]

猴痘簡介

1958 年猴痘病毒首見於猴子身上，因而得名，雖然囓齒動物才是主要宿主。猴痘的潛伏期約 6 到 13 天。^[3] 人傳人的管道，包括接觸患者的呼吸道分泌物、損傷的皮膚或黏膜，或是被汙染的物品。若經飛沫傳播，需長時間面對面才有機會發生。^[5] 現在流行的猴痘，屬於死亡率約 1% 的西非病株，所幸不是更嚴重的中非剛果分支。猴痘與天花同為正痘病毒（orthopoxvirus），因此對抗天花的疫苗和藥物，成為應付緊急疫情的希望。^[3]

孕期感染猴痘的數據

現在關於孕期猴痘感染的數據不多，^{[3, 4]}《刺胳針全球健康》舉了一個未獲實驗室驗證的案例：一名懷孕 24 週的婦女在染疫 6 週後，誕下皮膚紅疹的早產兒。又過了 6 週，嬰兒便死於營養不良。另外，他們也提到剛果民主共和國的觀察性研究裡，4 名染疫孕婦中，僅 1 人順利產下足月的健康嬰兒；其他 3 個胎兒，有 2 個流產和 1 個胎死腹中。^[3]

治療猴痘的藥物

抗天花藥物 Tecovirimat、 Brincidofovir 和 Cidofovir，均被考慮用來治療猴痘感染。《刺胳針全球健康》評論的作者認為前兩個缺乏藥效證據，然後完全沒談最後一個；^[3] 但美國 CDC 三個都介紹，還將 Tecovirimat 列為孕婦和哺乳中婦女的第一線選擇。^[4] 美國 CDC 承認沒有 Tecovirimat 孕期人體試驗數據，而且連對動物生殖發展的影響也認識不多。唯一曉得的是，當施予比人類正常口服建議用量高出 23 倍的 Tecovirimat，對動物胎兒依然不會有負面影響。至於，孕婦服用是否能預防傳染給胎兒；此藥物對哺乳的影響；還有透過母乳間接釋出的藥物，夠不夠治療喝奶的染疫嬰兒，全部尚處未知。^[4]

至於 Brincidofovir 與 Cidofovir，動物實驗結果顯示它們會導致胎兒畸形，所以第一期妊娠的孕婦，千萬不能使用。而母親用藥期間，喝母乳的嬰兒會怎樣，目前還不清楚。^[4]

除了這三種證據不夠充分的藥物，美國 CDC 和那篇英國評論，都另有提及牛痘免疫球蛋白靜脈注射（簡稱 VIGIV）。^{[3, 4]} 雖然孕婦施打免疫球蛋白，早已行之有年；不巧 VIGIV 連對動物生殖的影響，都還有待研究。如果孕婦或哺乳中的婦女真的想施打 VIGIV ，美國 CDC 建議依個案情形評估利弊。^[4]

猴痘疫苗

在英國和臺灣所謂的 MVA-BN 疫苗；^{[3, 6]}於歐盟國家叫做 Imvanex ；^{[3, 7]} 而美國與澳洲稱之為 JYNNEOS 。^{[3, 8, 9]} 它是一種非複製性活疫苗，能預防天花和猴痘。^{[3, 4]} 該疫苗對猴痘的防禦力高達 85% 。與猴痘確診者接觸的人，若於 14 天內注射疫苗，雖然來不及預防發病，但仍具有減輕症狀的效果。^[3] 目前美、澳、列支敦斯登、冰島和挪威等國以及歐盟，皆已核准使用這款疫苗來預防猴痘。^[8-10] 英國政府的態度比較模稜兩可，沒有正式許可這個用途，卻又公告仿單外使用的參考原則。^{[2, 11][註]}

此疫苗製作過程中的減毒程序，使疫苗內的病毒不易複製繁衍。所以理論上沒有必要擔心它會傷到孕婦或胎兒；而且就算疫苗中的病毒流入母乳，大概也對嬰兒沒什麼危害。^{[3, 4]} 不過，或許是礙於人體臨床試驗數據有限，《刺胳針全球健康》的評論建議孕婦，非必要應暫且避開這款疫苗，僅鼓勵暴露於高危險環境的哺乳婦女施打；^[3] 而澳洲政府則建議孕婦注射前，應先評估風險及效益。^[9] 相較之下，美國 CDC 倒是大膽得多，覺得孕婦與哺乳婦女，都可以和醫師一起決定是否接種。^{[4, 8]}

ACAM2000 是另一個美國和澳洲許可的選項，^{[4, 9]} 屬於複製型病毒疫苗，有導致流產、先天性缺陷以及胎兒感染等副作用的風險。^[4] 因此，二國政府不僅警告孕婦與哺乳婦女不得施打，還呼籲具生育能力的女性，在接種後 28 天內，要避免受孕。^{[4, 9]} 美國 CDC 甚至強調注射此疫苗的男性，這段期間內也要小心，別讓伴侶懷孕。^[4]

孕婦參與猴痘臨床試驗

臺灣目前猴痘疫情尚不嚴重，但也已經規劃採購 MVA-BN 疫苗，^[6] 還從國外進口了 Tecovirimat 。^[12] 衛福部在 COVID-19 疫情期間，有公告孕婦和哺乳婦女特定的注意事項，^[13] 將來或許也會設計專門給她們的猴痘衛教文宣。然而，從歐美的情形可見，由於各國政府掌握的臨床證據不足，對這些婦女根本愛莫能助。根據伯明罕健康夥伴政策委員會的報告，當初因為 COVID-19 疫苗臨床試驗將孕婦排除在外，間接造成疫情期間孕婦和嬰兒無謂的死亡。^[3] 有鑑於此，若非有特殊考量，《刺胳針全球健康》的評論主張孕婦應該被納入疫苗和治療的試驗。^[3] 不過，他們也承認會接觸到猴痘，或是敢接種相關疫苗的孕婦，必是寥寥無幾。所以，只能期盼前瞻性國際註冊機制，登錄孕婦與高風險族群的數據，來加速藥物及疫苗的安全與效益評估。^[3]

（本文以報導國際醫療新聞為目的，考慮施打疫苗及使用藥物時，仍請以所在地之主管機關政策與醫師建議為準，謝謝。）

備註

「仿單外使用」（off-label use 或 off-label prescription）是指將某藥物用於未經許可的對象、適應症或給藥途徑。^{[14, 15]} 比方說，在英國 MVA-BN 疫苗只被正式允許用來預防天花，但某醫師覺得這個疫苗，也能保護他的高風險病人，免於感染猴痘。雖然主管機關尚未將猴痘列入該疫苗的適應症，這名醫師的想法卻有充足且可靠的科學根據。在這種情況下，他的決定對病人來說，並無可議之處。

參考資料

1. Emergency Committee meets again as Monkeypox cases pass 14,000: WHO (UN News, 21 JUL 2022)
2. Protecting you from monkeypox: information on the smallpox vaccination (UK Government, 01 AUG 2022)
3. Khalil A, Samara A, O’Brien P, et al. (2022) ‘Monkeypox vaccines in pregnancy: lessons must be learned from COVID-19.’ The Lancet Global Health.
4. Clinical Considerations for Monkeypox in People Who are Pregnant or Breastfeeding (U.S. CDC, 18 JUL 2022)
5. 猴痘－疾病介紹（衛福部疾管署，2022年5月30日）
6. WHO宣布猴痘疫情為國際公共衛生緊急事件，我國將積極監測及整備應變量能，並提醒醫師加強通報及民眾留意（衛福部疾管署，2022年7月24日）
7. MVA-BN® (Bavarian Nordic, accessed on 03 AUG 2022)
8. Considerations for Monkeypox Vaccination (U.S. CDC, 28 JUL 2022)
9. Monkeypox (MPX) vaccines (Australian Government, 4 AUG 2022)
10. Bavarian Nordic Receives European Approval Of Extension Of Vaccine Label To Include Monkeypox (Bavarian Nordic, 25 JUL 2022)
11. Connelly D. ‘Monkeypox: a visual guide’. (2022) The Pharmaceutical Journal, 309, 7964.
12. 我國採購之猴痘口服抗病毒藥物已抵臺，將提供重症及免疫低下確診個案使用（衛福部疾管署，2022年7月28日）
13. COVID-19疫苗Q&A－8.孕婦及哺乳婦女（衛福部疾管署，2021年11月22日）
14. Richard Day. (2013) ‘Off-label prescribing’. Australian Prescriber, 36:5-7.
15. Off-label use of medical devices: Frequently asked questions (Therapeutic Goods Administration, 01 SEP 2021)