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被商業高牆鎖住的科研成果:談學術文章的付費巨牆

科學月刊_96
・2019/12/11 ・2869字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 589 ・九年級

  • 文/甘偵蓉|成功大學人文社會科學中心助理研究學者。

科研新知應受商業行為的制約,還是開放給人們閱讀討論?在這個網路普及的時代,研究工作者苦心經營的成果,仍難以直接與社會大眾對話。此外,學術商業出版的大手卡在其中,看似維持學術文章品質,實則為牟財利使科學裹足不前。在商用與開放的拉扯之中,作為學術出版小眾的臺灣,或許更有機會以小搏大。

被商業高牆鎖住的科研成果

「科學不應鎖在付費牆後 (no science should be locked behind paywalls)」,這句話出自歐洲地區發起、加速研究出版全面開放取用 (open access) 的 Plan S ,目的不僅是反對付費才能閱讀學術期刊文章的邏輯,更揭示既然科學能促進人類社會進步,就該視為公共財,不應被用來買賣,甚至成為企業大肆牟利的工具。

為何反對「付費才能看」這套在學界已運作百年歷史的學術出版制度?因為研究者在期刊上所發表的學術研究成果,多來自政府或政府資助的研究機構所提供的研究經費,而發表之前所需通過的學術同儕審查,通常由其他研究人員免費提供,但是學術商業出版商把文章製成期刊發行後,作者多不能隨意公開分享文章給自己的學術同儕、師生、親友或有興趣者,因為出版商多會要求作者必須完全讓渡文章版權給期刊。接著,出版商不但訂定單篇文章索價新臺幣 300~1200 元的付費購買機制,還將旗下期刊製作成電子資料庫,再以每年百萬甚至上億元臺幣的期刊訂閱費高價賣給研究機構的圖書館,以便該機構所屬研究人員及師生下載閱讀。

高牆之下,阻礙學術交流的出版收費設計。圖/pixabay

冗長且收費不合理的學術出版過程

需高價購買的單篇期刊文章,別說都沒有提供閱讀不滿意或內容不符所需的「鑑賞期退費機制」,也完全不符合研究就是需大量搜集及閱讀文獻的特性;文章內容本身,即使當初文章投稿過程再順利,等到期刊登出,最快也都是半年到一年前,過程不順的話還可能是兩到三年前的研究,實在與今日數位時代的資訊傳播速度大相徑庭。更糟的是,期刊資料庫的訂閱方式,因為自選組合的費用高到令人瞠目結舌,圖書館通常只能接受出版商把想訂和不想訂的期刊混在一起合售的資料庫,且被要求簽訂不能透露訂閱價格的保密協議,以至於訂閱價格近 20 年來一路高漲到幾乎沒有圖書館可負荷的地步。

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在這一連串的學術發表過程中,學術商業出版商除了支付文章編輯、電子資料庫製作及宣傳等費用外,發行期刊是一門幾乎無本的生意,且在文字與圖表製作、出版和傳播等成本皆大幅下降的數位時代,更是高利潤的事業。無怪乎全球最大的學術商業出版商愛思唯爾 (Elsevier) 的年獲利率,遠超過臉書 (Facebook) 等全球知名企業。若想更深入了解現在學術出版模式的問題、成因及學術界如何抵制及因應,建議觀看由美國克拉克森大學 (Clarkson University) 史密特 (Jason Schmitt) 教授在去 (2018) 年 9 月所拍的紀錄片《付費巨牆:學術商業體系》(Paywall: The Business of Scholarship)。

不過,或許是因為這部紀錄片的主要抨擊對象為全球學術最大商業期刊出版商愛思唯爾,且所訪談人員多是國際知名的大學圖書館員或開放取用運動 (open access movement) 倡議人士,以致於影評或國內討論焦點,多放在如何反制出版商所構築的付費巨牆,像是如何持續推動已經有近 20 年歷史的學術文章開放取用運動。再不就是針對為反制付費牆所應運而生的開放取用期刊或(訂閱與開放)混合制的商業期刊,在需維持營運又得彌補沒向讀者收取文章下載費及圖書館訂閱費的情況下,而改向文章作者收取平均約新臺幣三千至九萬元不等的文章處理費 (article processing charge, APC) 問題。

學術商業出版商多會要求作者必須完全讓渡文章版權給期刊,並以高價出售期刊文章,形成「付費才能看」的出版制度。圖/pixabay

知識建構與傳播方式被數位時代改變了

然而,仍有許多學術文章鎖在付費巨牆裡的問題,其實還凸顯學界長久以來所忽視的兩件事。

一是數位時代的知識管道建構、檢視及修正,其實不再僅限於專業同儕,而是可能來自專業社群以外的專家甚至一般民眾。若學界迄今仍容許學術文章多數都鎖在付費牆內,意味著學界對於來自學術圈外的檢視、批評與修正,其實並未保持開放心態,甚至態度傾向不友善與拒絕。

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另一件事是數位時代的知識傳播方式,所謂上網、立即、自由、全文取用、分享和永存等就是王道,而這正是「開放取用」的核心意涵。若學界迄今仍容許付費牆可嚴重阻礙學術知識的傳播,要不意味著如前所述,其實並不歡迎來自學術圈外對相關專業知識的檢視、批評與修正,故以付費牆阻礙只是剛好而已。或者這意味著,學界很習慣搜尋學術文章,就是得登入自己研究機構的圖書館才能獲取,即搜尋上得過五關斬六將,並無法像維基百科那樣如此便利的一鍵獲取。

是知識普及的推手,還是阻撓資訊傳遞的枷鎖?

但真是這樣嗎?全球知名學術期刊文章下載海盜網站 Sci-Hub ,它的文章下載率不但逐年快速成長,且使用最高的地區並不僅限於經濟資源較為貧乏的開發中國家,而是連已開發國家如美國,尤其學術研究密度越高的學校,下載率更是不遑多讓。這表示阻礙學術期刊文章難被獲取的,不只是商業付費牆,還有期刊資料庫繁瑣的搜尋介面。換言之,正是這兩因素讓學界以外的人很難在網路上獲取及閱讀嚴謹的學術文章,即使目前國內外都有不少科學普及雜誌與網站,致力於將科學研究成果轉譯給社會大眾。但轉譯畢竟不若直接獲取及閱讀來得迅速,並無法以「反正學界門外漢也看不懂學術文章,不易獲取也無妨」為藉口,輕易地辯解帶過。

容許學術付費及技術巨牆矗立高築,正好映照出學界一直未深刻體認到,數位時代的專業知識建構、檢視、批評、修正與傳播方式,不再是從上到下或從內往外的單向建構,也可能是從下往上或從外往內的反向建構,也就是從學界專家向外擴展至不具學者身份的專家甚至一般民眾。而以付費及技術巨牆把想了解嚴謹的科學成果但無足夠金錢或技術的人阻擋在外,就是學界遷就學術出版商而未善盡「致力讓不普遍的知識變得普遍 (making uncommon knowledge common)」的社會責任。而諷刺地是,這句話是愛思唯爾的企業精神,也是在《付費巨牆》一片中訪問到 Sci-Hub 建置者爾巴克揚 (Alexandra Elbakyan) 時,被她拿來調侃愛思唯爾的一席話。

Sci-Hub 網站的標語: 移除科學道路上的所有阻礙 (To remove all barriers in the way of science)。圖/Sci-Hub 網站截圖

開放取用應作為臺灣的學術戰略

臺灣作為國際學術出版的小眾,其實更有必要關切目前在國際學界如火如荼進行的學術文章開放取用運動。這麼做,不只是為了提升臺灣學術研究成果的國際影響力,更是不被國際學界邊緣化的學術戰略!再加上臺灣又是使用繁體中文作為母語,面對萬倍的簡體中文學術發表量,若臺灣學者也希望研究成果在中文世界能發揮一些影響力,更唯有讓繁體中文期刊都容易在網路上查找、自由閱讀全文、免費分享及使用一途,才能在國際上有被看見的機會。

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〈本文選自《科學月刊》2019 年 12 月號〉

在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

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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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