【特輯】關於春分，除了晝夜等長外這些事你知道嗎？

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。

• 文／韻涵｜以人文視角洞察科普，淺顯轉述科學奧義。這輩子離不開地球，只能遙望星空。

巨大石塊突兀地聳立在平原上，它們怎麼會出現在這，為什麼會圍成一個圓，是用作神秘儀式，還是外星人傑作？數百年來，科學家試圖探索英格蘭史前遺跡巨石陣（Stonehenge）之謎，如今多虧了保存在美國逾半世紀的巨石核心樣本，巨石陣石材的身世謎團終於解開。

英格蘭布萊頓大學（University of Brighton）地形學家納許（David Nash）領導的研究團隊，利用 X光分析組成巨石陣的 52 塊淺灰色砂岩「撒森岩」（sarsens）的化學組成，發現其中含有 99% 的矽土，以及其他諸多化學成分。

科研團隊檢測的 52 塊撒森岩中，有 50 塊與距離 25 公里外的西伍茲（West Woods）的岩石組成相似；西伍茲位於英格蘭威爾特郡（Wiltshire）馬堡丘陵（Marlborough Downs）南方，距離巨石陣約 25 公里。納許說：「大部分岩石都有著共同的化學物質，顯示它們來自同一區。」

納許表示，「撒森岩建構巨石陣標誌性的外圈，以及中央的馬蹄形三石結構，非常龐大。」英格蘭遺產委員會（English Heritage）介紹，三石結構指的是兩塊垂直岩石支撐上方的一塊水平石塊。巨石陣約在西元前 2500 年建造，經年風蝕雨淋，許多石塊已然掉落或失蹤，目前最高聳的石塊約 9.1 公尺，最重的石塊達 30 噸。

關鍵巨石核心棒，失而復得

1958 年，考古學團隊聘請鑽石切割公司「萬磨」（Van Moppes）搶救一組掉落的三石結構，工程人員在巨石上鑽了三個孔，取出三支巨石核心棒，再嵌入足以支撐三石結構的金屬棒。

其中一支直徑約 25 公分、長約 108 公分的巨石核心樣本，送給參與修復工程的萬磨雇員菲力普斯（Robert Phillips），他 1977 年獲准攜帶這個巨石陣樣本移民美國，輾轉各州後落腳佛羅里達； 2019 年，菲力普斯90大壽前夕，決定把樣本歸還英格蘭遺產委員會，讓研究團隊有機會一探巨石陣石材的來歷。

這支「菲利浦斯核心」（Phillips core）巨石核心樣本歸還的消息傳開後，第二支核心棒也在附近博物館被找著，但它並不完整，只剩18公分，其餘的部分以及第三支核心棒至今仍下落不明。

英格蘭遺產委員會將半根「菲利浦斯核心」交由納許團隊研究分析，另外半根則由委員會妥善保存。納許團隊利用「感應耦合電漿質譜儀」（Inductively coupled plasma mass spectrometry，簡稱 ICP-MS），詳盡分析半根「菲利浦斯核心」，精準辨識更多化學元素，接著比對另外 20 處的岩石樣本，發現巨石陣的岩石與西伍茲的岩石組成最接近。

納許說：「利用 21 世紀的科學技術探索新石器時代（Neolithic）的歷史，最終解答考古學家辯論數個世紀之謎，著實令人興奮。」

這項發表於開放式科學期刊《科學進展》（Science Advances）的研究結果，呼應了巨石陣在 4500 多年前被運送到現今地點的理論，當時是巨石陣建造的第二階段，凸顯建造者來自高度組織化的社會。

英格蘭遺產委員會考古學研究員蘇珊‧葛瑞尼里（Susan Greaney）說：「新研究得以確定巨石陣建造者在西元前 2500 年取材的地點，著實令人興奮。我們猜測撒森岩可能來自馬堡丘陵，但之前還無法確定，威爾特郡許多地區都有撒森岩，石材可能來自四面八方。」她表示，新證據反映出「建造者在此階段規劃縝密且考量周全」。

新研究結果也推翻了過往文獻假說，該假說認為其中一塊大型的「席爾石」（Heel Stone）為就地取材或早在其他石柱聳立前就已經在那兒。

17 世紀的英國自然哲學家約翰奧布里（John Aubrey）曾假設，奧佛頓森林（Overton Wood）與巨石陣之間可能有關係，奧佛頓森林可能是西伍茲的舊稱。葛瑞尼里說：「建造者想利用當時能找到最大且最耐用的石材，就近尋找也很合理。」

青石來歷，去年驗明

地質學家和考古學家長期以來知道，巨石陣中較小的「青石」（bluestones）來自威爾斯（Wales）西方的普萊西利群丘（Preseli Hills），離巨石陣約 200 公里處；然而，此論點直到去年才有確切的地質學研究佐證。

英國考古學家湯瑪斯（Herbert Henry Thomas）1923 年宣稱，青石源自威爾斯西部，但當年缺乏有力科學證據而遭學界質疑。

英國倫敦大學（UCL）考古學研究所教授皮爾森（Mike Parker Pearson）領導的科研團隊，利用地球化學分析石柱的元素組成，確認青石來自威爾斯西部，但並非湯瑪斯所說的 Carn Menyn 礦場，而是普萊西利群丘的 Carn Goedog 和 Craig Rhos-y-felin 採石場，研究結果 2019 年刊載於《古物》（Antiquity）期刊。

學界普遍認為，新石器時代的建造者利用人力和畜力拖拉，或以木製滾輪運送等方式搬運巨石，但運輸路線仍是個謎。納許說：「當時肯定費了一番功夫，巨石陣的建造石材來自不同地區。」納許表示，研究團隊未來企盼運用各種技術，進一步解答巨石陣石材運送路線等謎團。

參考文獻

1. Nash, D. J., Ciborowski, T. J. R., Ullyott, J. S., Pearson, M. P., Darvill, T., Greaney, S., … & Whitaker, K. A. (2020). Origins of the sarsen megaliths at Stonehenge. Science Advances, 6(31), eabc0133. DOI: 10.1126/sciadv.abc0133
2. Pearson, M. P., Pollard, J., Richards, C., Welham, K., Casswell, C., French, C., … & Bevins, R. (2019). Megalith quarries for Stonehenge’s bluestones. Antiquity, 93(367), 45-62. DOI: 10.15184/aqy.2018.111
3. 英格蘭遺產委員會
4. Live Science：Returned chunk of Stonehenge solves long-standing monument mystery
5. 路透 Scientists solve mystery of the origin of Stonehenge megaliths
6. Science alert: We Finally Know Where The Megaliths of Stonehenge Really Came From
7. 英國廣播公司 Missing part of Stonehenge returned 60 years on

從一年十個月的羅馬曆到十二個月的儒略曆

羅馬曆把 1 年分為 10 個月，以 March（三月）為第一個月。在英文中，September（九月）、October（十月）、November（十一月）、December（十二月）的拉丁字源分別是 7、8、9 和 10；後來人們在儒略曆中加入 January（一月）和February（二月）這兩個月分，前述的四個月分才往後順延，成為現在的九月、十月、十一月和十二月。不過羅馬人仍將 March 當作每年的第一個月，February 則為最後一個月。

公元 46 年，羅馬共和時期的執政官凱薩宣布廢除羅馬曆，改採用儒略曆。他的將領馬克．安東尼（Mark Antony）馬上建議將第七個月改名為凱薩的名字Julius（因為凱薩是這個月出生的）；凱撒並且從二月抽走 1 天，加到自己的月分中，讓七月變成 31 天。後來，奧古斯都（Augustus Caesar）認為以自己名字命名的八月 只有 30 天太少，於是又從二月抽了1 天到八月，導致現在二月只有28 天。

儒略曆比羅馬曆完善，但仍有缺點，問題在於閏年太多了。地球圍繞太陽一周耗時 365 天 5 小時 48 分鐘 45 秒，儒略曆考量到這點，每 4 年在二月補上 1 天，但這方法延續到十六世紀時已經補過頭了，導致當時的儒略曆與分至點（春分、夏至、秋分、冬至）已有 24 天的差距。

現行的公曆：格里曆如何修正閏年

格里曆就是現在多數國家所採用的公曆，由義大利天文學家阿洛伊修斯．里利烏斯（Luigi Lilio）改良儒略曆而來，可惜他在說服梵蒂岡於採用此曆前便過世了。後來，修訂格里曆的重任就落在德國數學家克里斯托佛．克拉烏（Christopher Clavius）身上。

1582 年，教宗格里．高利十三世（Pope Gregory XIII）宣布改行此曆，因而得到「格里曆」之名。

格里曆的閏年規則與儒略曆不同，基本上也是四年一閏，但如果是千禧年，該年必該同時能被 4 與100 整除（也就是要能被 400 整除），才行閏年，因此公元1700 年、1800 年、1900 年都不是閏年，公元2000 年才是。在這個設定下，格里曆每 400 年只有 97 個閏年，比較接近每 3,300 年才誤差 1 天的回歸年（也就是我們現在使用的太陽年）。

愚人節的由來

4 月1 日之所以被定為愚人節，很可能跟格里曆有關。以前英國人在三月底開始新年節慶，慶祝活動至四月的第一天達到高峰然後結束。改行格里曆後，很多人因為不知道曆法改變了，仍然按照儒略曆的日期慶祝新年。在 1750 那個年代，資訊傳播得很慢，導致有些偏遠地區的居民在錯的日子慶祝新年，看在城巿親戚的眼裡自然十分可笑。

其他國家當然不乏慶賀春天到來的瘋狂節日，但英國人之所以在 4 月 1 日彼此作弄，的確是從改行格里曆後才開始的。所以，如果愚人節不是特定傳統，它的出現應該要「歸功」於格里曆。

本文摘自《我們如何丈量世界？從生活的單位看見科學的趣味》，三采文化出版。