第五次生物大滅絕的元兇是二氧化碳！？——《地球毀滅記》序言

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。

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間，心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂？當最後一張衛生紙用完，內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己，事實上，使用木製品和紙張也能很永續！只要我們選對來源、支持永續木材，你的每一個購物決策，都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」：碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳，它們從空氣中吸收二氧化碳，並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐，切成木材或搗成紙漿，用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後，無論是被燃燒還是自然分解，都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中，這些釋出的二氧化碳，來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳，因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹，碳循環就能不斷延續，二氧化碳在不同型態間流轉，而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性，讓木材成為相對環保的資源。

但，為了木製品而砍伐森林，真的沒問題嗎？當然會有問題！

砍對樹，很重要

實際上，有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而，熱帶雨林是無數動植物的棲息地，它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐，不僅生態系統遭到破壞，還有一個嚴重的問題–黃碳，也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳，會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地，將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題，還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響，經營得當的人工永續林，能將對環境的影響降到最低，是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理，確保砍下每顆樹木後，都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成，因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下，我們才能不必冒著破壞原始林的風險，繼續享用木製品。

如何確保你手中的紙張來自永續林？

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品，而不敢下手，只要認明FSC（森林管理委員會）認證與 PEFC（森林認證制度）認證標章，就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品，流程都能被追蹤，為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

家樂福「從 i 開始」：環境友善購物新選擇

不僅是紙張，家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證，幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步，你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌，這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

「從 i 開始」涵蓋十大環保行動，從營養飲食、無添加物、有機產品，到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育，讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉，還是日常生活用品，都能透過簡單的選擇，為地球盡一份力。

史上發生的五次生物大滅絕

地球歷史上曾發生五次全球性的生物滅絕，所有動物在突然間幾乎被除滅盡淨，這就是所謂的「五大滅絕事件」。

依據過往定義，「大滅絕」指的是地球上過半數物種，在一百萬年內完全遭到消滅。但現在發現很多例子裡，生物滅絕的速度遠較此為快。更精細的地質年代學已經把地球歷史上，幾次最嚴重的全面浩劫發生時期縮短到數千年，甚至更短期內就滅絕殆盡。要形容這樣的事情，更貼切的說法是「哈米吉多頓」^[註1]。

在這個陰鬱悲戚的兄弟會裡頭，最著名的成員名喚「白堊紀末大滅絕」。（非鳥類的）恐龍在六千六百萬年前滅絕，就是它幹的好事。然而，白堊紀末這場禍事只是生命歷史最晚近的一次大滅絕；在臨近曼哈頓島的懸崖上，我看到某場火山災劫留下的石質餘燼，這場災劫比恐龍之逝還要早一億三千五百萬年，當時的鱷類及全球的珊瑚礁生態系嚴重受創，世界此後完全不同。

在此之前，還曾發生三次主要大滅絕，但這些更古老的災難全被「霸王龍（Tyrannosaurus rex）末日」搶盡鋒頭，在大眾想像裡幾乎總是受到忽視。說來也不無道理，首先，恐龍是化石紀錄裡極富魅力的角色，是地球歷史的天王巨星，鑽研更早期那些更不受矚目時代的古生物學家，都把恐龍鄙為華而不實的特大號怪獸。

因為如此，在媒體分給古生物學的稀少版面上，恐龍就霸占了一大半。更何況，恐龍連滅絕的方式都獨具風格，牠們生命最後一刻，是因直徑六英里的小行星撞擊墨西哥而中止的。過去三十年，地質學家搜遍化石紀錄，試圖尋找其他四場主要大滅絕是遭毀滅性小行星撞擊的證據，卻總是鎩羽而歸。

誰才是大滅絕真凶？二氧化碳脫穎而出

某些非此領域的天文學家，仍主張小行星週期性撞上地球，是造成過去每一次大滅絕的原因，但這些假設實際上完全得不到化石紀錄的支持。事實上，全球浩劫最可靠也最常見的推手，是氣候與海洋的劇烈變化，驅動力就是地質力量自身。

過去三億年來，三場最慘烈的大滅絕都與大陸等級的大規模熔岩流有關，這是超乎人類想像的熔岩噴發，連地球系統^[註2]的宏偉機制都會因此故障。地球生命具備適應能力，但能力總有限度；火山有本事把整片大陸徹底翻轉，也有本事製造出毀天滅地等級的氣候與海洋亂象。這些罕有的天翻地覆大噴發發生時，是地球最最淒慘的時期，火山噴出的二氧化碳灌飽大氣，地球化成地獄般的腐爛墳墓，海水也因高溫酸化而缺乏氧氣。

然而，無論火山或小行星，似乎都不必為較早的大滅絕負責任；板塊事件^[註3]、甚至生物自身，或許才是過度消耗二氧化碳、毒害海洋的元凶。大陸規模的火山活動可能讓二氧化碳指數狂飆，但在更早，也可說更為神祕的滅絕事件裡，二氧化碳濃度反而大幅減少，地球被囚禁在冰牢中。最常把這顆行星發展進度打亂的，不是其他天體的轟然撞擊，而是地球系統窩裡反；由此看來，地球的不幸大多都是禍起蕭牆。

幸運的是，打從複雜生命體出現以來，上述這些超級災變鮮少發生，地球在超過五億歲月裡僅遭殃五次（大約發生於四億四千五百萬年前、三億七千四百萬年前、兩億五千兩百萬年前、兩億一百萬年前，以及六千六百萬年前）。但在我們這個世界裡，這些往事卻蕩起令人驚恐的回音──畢竟這個世界正經歷數千萬年來未有的、甚至是數億年來未有的劇變。「二氧化碳濃度高的時期，特別是二氧化碳濃度急遽升高的時期，恰巧與大滅絕重合，（此事）很明顯，」華盛頓大學古生物學家暨二疊紀末大滅絕專家瓦爾德（Peter Wald）如是說：「就是造成生物滅絕的原因。」

如果人類繼續瘋狂排碳？然後你就熱死了

人類文明很積極在證明，要把埋藏岩石裡的巨量碳元素快速釋放到大氣，超級火山可不是唯一途徑。碳與遠古生命共同埋存了數億年，現代人把這些碳挖出來，送進活塞或發電廠，一把火燒盡。這就是現代文明大規模進行物質代謝的方式。

如果我們堅持完成這任務，把能燒的都燒光，猶如人造超級火山般讓大氣充滿碳，那麼世界將會變得很熱，真的很熱，就像過往曾發生的那樣。現在最酷熱的熱浪體驗，就將成為普遍狀況，而世界許多地方仍然會有更高的熱浪，把氣溫推往未知之境，呈現超越人類生理強韌極限的新威脅。

倘若事情果真至此，我們這顆行星會回歸遠古的某種模樣，雖然這在化石紀錄裡曾數度現形，但我們卻對之全然陌生。氣溫高的時代未必是逆境，在恐龍滿天下的白堊紀，大氣裡二氧化碳濃度高得驚人，地球因此遠比現代溫暖。只是，一旦氣候或海洋化學的改變是突然出現的，就會對生命造成莫大傷害。最糟的情況下，地面上放眼所及，盡毀於這些突發的氣候變化造成的結果：

熱到足以致命的各大洲內陸、酸化缺氧的海洋，以及橫掃全球的大規模死亡。

面對碳循環劇變，把握時間、鑑往而知今

這就是地質學近年來所揭示的事實，也是現代社會最關注的未來隱憂。地球歷史上最慘烈的五章，都與碳循環劇變有關；漫長光陰裡，這個基本元素在生物體內與地層中（以及這兩個儲藏庫之間）不斷遊走，但若把碳突然大量注入大氣與海洋，會讓維繫生命的化學過程整個當機。

正因如此，久遠之前的大滅絕如今成為學術界備受矚目的研究課題。寫作本書期間，我與許多科學家接觸，這些人大部分都不把地球歷史的「瀕死經驗」當成純粹學術問題，而是想藉由鑑往而知今，瞭解地球這顆行星面對我們正加諸的這些衝擊，會如何反應。vip-popki.net/en

學術界正在進行的這些對話，卻顯然與大眾文化的認知大相逕庭。關於二氧化碳是否為推動氣候變化的要角，當前的討論好像認為兩者關聯僅限於理論或電腦模型；然而，我們現在進行的實驗曾快速把大量二氧化碳排入大氣，這種狀況事實上已在地質歷史中多次重演，從未有善終。

除了各家氣候模型一致的可怕預測之外，還有地質史上由二氧化碳造成的氣候變化的例證，我們要深以為借鏡。這些事件能為現代人面臨的危機提供指引甚至診斷，就像胸痛病人告知醫生，自己有心臟病史一樣。但是，把這個類比拉得太遠也會有風險。地球自誕生以來曾呈現多種不同樣貌，雖然在某些顯見而令人擔心的面向上，現今地球及其未來展望，與地球史上一些最駭人的篇章呼應；但在更多方面，我們所面臨的生物危機是空前絕後的。

幸好我們仍有時間，縱然人類這物種已證明自己的毀滅性，我們的所作所為還是遠不及過往全球災變的恣意破壞與屠殺。那些是地球歷史的死蔭幽谷，而人類的墓誌銘還不必添上「造成第六次大滅絕」這條血淋淋的控訴；在噩耗多於佳音的世界裡，這已經算是好消息了。

譯注

1. 哈米吉多頓（Armageddon）出自聖經〈啟示錄〉16:16，是世界末日時上帝與惡魔決戰的戰場，後來引申為「世界末日」之意。
2. 地球系統（earth system）指地球上互相影響的物理、化學與生化過程。
3. 板塊事件（tectonic events）指地殼構造出現變化。

本文摘自《地球毀滅記：五次生物大滅絕，誰是真凶？》，天下文化，2018 年 9 月出版。

本文由 台灣中油股份有限公司 委託，泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加，各國紛紛宣布淨零排放（Net Zero Emissions）的目標，聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術（Carbon Capture Utilization and Storage，簡稱 CCUS）」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼？ 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存，進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段，也就是將二氧化碳抓下來，並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳，可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢？現在已經能主動把二氧化碳抓下來！？抓下來的二氧化碳又去了哪裡？》。 

至於捉下二氧化碳之後，該存放在哪裡呢？科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯，地底可不只有石頭跟蜥蜴人，只要這些石頭中存在孔隙，就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在，我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

封存的地質條件也很簡單，第一，要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」，通常是砂岩。第二，有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石，用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」，常見的是頁岩。只要儲集層在下，蓋層在上，就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存？ 

臺灣由東往西，從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽，都有深度達 10 公里的廣大沉積層，並且砂岩與頁岩交替出現，可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點，有個很直接的作法，就是參考石油、天然氣的儲存場域就好，也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間，重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田，主要集中在西部的苗栗與臺南一帶，在 1959～2016 年，累計產了 500 億立方公尺的天然氣，和超過 500 萬公秉的凝結油。 

而至今這些枯竭油氣田，適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田，不只是封閉型背斜構造，更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後，從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式，已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層，進行小規模的二氧化碳注入，作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測，驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

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