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Cybertecture Mirror 科技魔鏡

Trr. 特誌_96
・2012/05/04 ・466字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 463 ・五年級

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鏡子除了讓你整理儀容,還能變出什麼花樣?由香港設計師James Law研發的Cybertecture™ Mirror智能鏡,擁有多款應用程式和數位螢幕,大大超出你對鏡子的想像!Cybertecture Mirror鏡面以抗霧玻璃製成,內建電視、立體音響、Wi-Fi連線功能、IP41等級防水保護,還可以用智慧型手機遙控操作。除此之外,Cybertecture Mirror還透過感應板感測你的體重,幫你監控健康狀況(是不是讓人想到鋼鐵人的高科技研究室?)。Cybertecture Mirror不只可以掛在家中,也適用於辦公室、醫院、飯店和商家;不過話說回來,它長81.5公分、寬50.7公分、厚8公分的尺寸,是不是很像大型的iPad?

資料來源:Cybertecture – Future Mirror by James Law

原文發表於Trr.特誌

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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。

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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。

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 / 圖片:envato

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。

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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。

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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。/圖片:envato

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。

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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。

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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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癢癢嗎?魔鏡讓你抓左邊解右邊的癢——2016搞笑諾貝爾醫學獎
peggysha
・2016/09/30 ・1433字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

kangaroo-scratching
袋鼠:好癢好癢啊~~

「癢」實在是個令人難以言喻又折磨人的小妖精,總是出其不意地蹦出來,在你頸後抓抓、在你腕內撓撓,就像是曖昧中的對象一般,總是在不經意間撩撥你的心弦,讓你無從招架。

2016 年的搞笑諾貝爾獎的醫學獎得主 Christoph Helmchen、Carina Palzer、Thomas Münte、Silke Anders 和 Andreas Sprenger 便是以「搔癢」作為研究的主題 [1],想要研究出人類是否可以透過鏡像緩解搔癢感,從此練就一身「隔鏡抓癢」的絕門功夫。

Itch
癢癢卻不能抓實在折磨人啊 圖/Wikimedia Commons

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寶寶背後癢,但寶寶不抓

「癢」是一種讓人產生抓撓欲的不快感覺,通常會因抓癢的動作而得到緩解。古人金聖歎便曾形容搔癢獲得紓解的感覺實在是「不亦快哉」!然而,卻不是每個人都可以享受到這樣的舒爽感覺,舉例來說,過敏性濕疹的患者就應該避免搔癢,否則可能讓傷口的炎症惡化。正因如此,如何能夠在沒有真正撓抓癢處的狀況下緩解搔癢的感覺,可說是有其重要的醫療意義。

而在尋找解方之前,先讓我們搞清楚:到底為什麼會出現「癢」的感覺呢?「癢」與「痛」有許多相似之處,在醫學上曾有很長一段時間將兩者歸為同一種程度不同的知覺,然而,其實兩者所造成的反應模式不同,癢會造成搔刮反射,而痛則會引發退避反射。在 2009 年時,科學家經由研究於老鼠身上發現了癢覺受器(pruriceptor)後,這兩種知覺才被正式區分開來[2](註)。

魔鏡啊魔鏡,讓我成為最舒服的人吧!

此次獲獎的實驗找來了 20 位 25 歲上下的右撇子成年男性參與,受試者本身皆無過敏或發炎性的皮膚疾病。研究團隊為受試者的右手注射組胺二鹽酸鹽(Histamine-dihydrochloride)以引起癢的感覺,之後分別觀察四種狀態下的受試者狀況。

實驗使用了鏡子與影片去造成視覺錯覺。方法是將神奇的魔鏡(其實只需要單純的一般鏡子就可以)垂直放在兩隻手的正中央,鏡子會擋住發癢的右手、倒映出不癢的左手,所以當實驗者在抓左手時,受試者的視覺卻呈現出自己的右手正在被搔抓的錯覺。這樣的方法聽起來是不是跟海濤法師的開示有點異曲同工之妙?究竟我們的大腦有沒有辦法看出這是假的呢?

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未命名
S+:抓在癢的右手 S-:抓沒癢的左手 V+:視覺認為右手被抓 V-:視覺認為左手被抓或沒被抓

研究證明,我們還真的是眼睛業障重啊!在受到實驗控制的情況下,當受試者在視覺上誤認自己發癢的右前臂被抓(實際上被抓的是沒發癢的左前臂),發癢的感覺會大幅度地減低。另一方面,在沒有視覺錯覺的情況下,單純看著不癢的前臂被搔抓並不能減輕癢的感覺。換言之,當我們利用鏡面製造出錯覺、騙過大腦,即便抓的是(左手)不癢的部位,仍能令受試者感受到(右手)搔癢減輕。

舒緩程度依序為:看著癢的右手被抓 > 癢的右手被抓 > 錯覺下左手被抓 > 無錯覺左手被抓

而之所以會產生這樣的「鏡像搔癢」功效,可能是由於在錯覺產生的情況下,視覺與觸覺等兩種跨感官知覺短暫地達到一致,因此使得癢的感覺得到緩解。這門「隔鏡搔癢」的絕世武功雖然目前只能「雙修」,在獨自一人的情況下較難操作,但其背後的原理在臨床醫學上將造成相當程度的影響,或許可以在未來進一步幫助患者解決難言之「癢」。

參考資料:

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  1. Winners of the Ig® Nobel Prize
  2. 蔡呈芳(Tsen-Fan Tsai), “癢的研究現況(Current Status on the Study of Itch)“, 中華皮膚科醫學雜誌;21卷4期 (2003 / 12 / 01),P361 – 366
  3. Christoph Helmchen , Carina Palzer, Thomas F. Münte, Silke Anders, Andreas Sprenger, “Itch Relief by Mirror Scratching. A Psychophysical Study“, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0082756
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peggysha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。