想過河？涉水、游泳聽起來太普通，還有哪些浮誇的過河方式？——《這麼做就對了！最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》

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。

涇渭分明，是個很常用的成語，比喻界限清楚，或是非分明。讓我們先造兩個句看看。

這兩個政黨的主張，可謂涇渭分明，毫無妥協餘地。

他對是非善惡一向涇渭分明，沒人能影響他的看法。

接下來要說明這個成語的出處。《詩經．邶風》有句話：「涇以渭濁，湜湜其沚。」涇、渭是河川的名字。「涇以渭濁」，是說涇河因渭河而渾濁了。「湜湜其沚」，是說形容涇河的清澈。

當清澈的涇河，流入渾濁的渭河，起初清濁分明，形成了一道明顯的界限。這個自然現象，衍生出「涇渭分明」和「涇清渭濁」兩個成語。後者用來比喻人品高下或事物好壞顯而易見，限於篇幅，就不造句了。

那麼為什麼會涇清渭濁，或涇渭分明？在農業沒興起前，大地覆蓋著樹木或草原，河濱草木蔥蘢，這兩條河肯定都很清澈的。到了《詩經》時代，渭河流域已經開發，水土日漸流失，哪還能清澈？這時涇河流域的自然環境還沒破壞，所以河水仍是清澈的。

然而，後來涇河流域也開發了，水也變渾了，甚至比渭河還要渾濁。這是因為涇河全程流經黃土高原，水土流失較渭河流域嚴重。唐代詩人杜甫在〈秋雨嘆〉詩中說：「濁涇清渭何當分」，可見當時涇河已經濯於渭河。

那麼現在呢？由於渭河流域上游環境破壞，加上流失的土壤含有鐵質的關係，渭河的水色變得赤黃。因此涇渭分明仍然存在，但已成為水色一深一淺，而非一清一濁。

從涇河和渭河的水質變化可以看出，水土保持和河川的關係。以我們台灣來說，在清代時，許多河川都可以行船。以章老師居家附近的景美溪來說，清代時船隻可以沿著景美溪一直上溯到石碇。

然而由於集水區植被破壞，河川的水量減少，現今已沒有一條河川可以行船。西部地區除了河川水量變少，大多還遭到污染。當山洪爆發，滾滾泥沙傾瀉而下，往往造成土石流災害。

那麼就沒辦法整治嗎？當然有。只要河川上游限制開發，沖進河裡的泥沙就會減少；下游不再導入污水，水質就會改善。以景美溪來說，如今河水已不再惡臭，除了耐污染的吳郭魚，還有鯉魚、塘蝨等生息呢！不過要恢復到清代那樣，河水豐沛得可以行船，恐怕已不可能了。

• 作者／蘭德爾‧門羅（Randall Munroe）；譯者／黃靜雅
• 在上篇《一樣的月亮，為什麼我們拍的不一樣？——《這麼做就對了！最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》》中，介紹了眼睛與照相機的差異，以及視野的寬窄造就不同的結果。延續上篇，接下來談如何拍出特別的自拍照。

廣角自拍

這種使月亮顯得很小的廣角效果，同樣也會影響自拍的效果。

當某人用智慧型手機拍自己的臉時，他們的構圖本能可能會告訴他們把手機拿近一點，近到足以使自己的臉充滿整個鏡頭的絕大部分。但是在那樣的距離（通常比別人看你時站的地方近很多），智慧型手機的廣角鏡頭會產生很不自然的視角。

你的鼻子和臉頰比耳朵和頭部的其他部位更靠近鏡頭，使得鼻子和臉頰看起來比較大，正如在智慧型手機拍攝的照片裡，前景的建築物看起來比月亮大。這種「失真」（distortion）會使臉孔看起來和預期的樣子不太一樣。

為了減少這種效果，請將手機拿遠一點再變焦放大，可以在拍照時用相機的應用程式放大，或是拍完後再放大裁剪。

手機應該要拿多遠呢？為了盡量減少鏡頭裡多個物體之間的透視失真（perspective distortion），你和手機的距離，應該遠大於「手機與臉部最遠的距離」減去「手機與臉部最近的距離」。

手機到臉部最近和最遠的五官的距離，兩者之間的差距可能不到 30 公分。也就是說，臉部的失真程度，端看你是把相機拿在離臉部正常的距離，還是手臂長長的伸出去。

將相機拿在離臉部 150 至 180 公分遠的地方，幾乎可以完全消除這種失真的現象，但是我們的手臂不夠長，這多少有助於解釋自拍桿的大受歡迎。

試試不同的視野，拍出更酷的自拍照

透視失真可能會改變臉部五官的相對大小，但還有另一種方法也會影響你的照片，這種方法可能會帶來各種前所未見的自拍照。

當使用變焦放大時，會改變背景物體的外觀大小。如果你站在距離很遠的大型物體前面（例如一座山），照相機的變焦對於「山看起來有多大」可能有顯著的影響。

如果你設定好照相機的計時器，然後走到離照相機很遠的地方，就能把一座很小的山拍得看起來像是巨山一樣。

月亮自拍照

智慧型手機鏡頭的變焦範圍有限，但是如果你的照相機具有功能強大的望遠變焦鏡頭，便可拍攝一些非常有趣的自拍照。你甚至可以重現那些「月亮在天際線後方」的照片，不過是利用你自己的身體來拍，而不是建築物。

我們可以利用幾何學來計算，照相機需要離你多遠，才能拍出「月亮在你的後方當背景」的照片。

這個算式告訴我們，照相機要離你大約 183 公尺遠，才能拍出「月亮自拍照」。

既然沒有人製造 183 公尺長的自拍桿，你可能要將照相機裝設在某種三腳架上，再用遙控的方式按快門。

像這樣的照片，要對準鏡頭可能會很麻煩；你需要找到一塊區域，有很高的地方可以站，而且在你與月亮之間要有長長的、一覽無遺的視野。月亮移動迅速，所以等到一切都對準了，你只有一小段空檔可以拍照，差不多 30 秒而已。只要短短兩分鐘出頭，月亮就會完全移出視線。

利用適當的濾鏡（如果你非常謹慎），你甚至可以拍攝類似的太陽自拍照。這樣可能會損壞照相機，所以在你嘗試拍攝之前，請先諮詢當地的天文俱樂部或攝影器材店。

如果貿然行事，你很有可能會讓照相機著火。當你用照相機對準太陽時，絕對不要透過光學取景器觀看。你的眼睛和照相機也許功能不太一樣，但是都一樣很容易燒出破洞。（編按：危險動作，請勿模仿！）

——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了！：最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》，2020 年 1 月，天下文化。

• 作者／蘭德爾‧門羅（Randall Munroe）；譯者／黃靜雅

人類喜歡住在河流附近，這代表我們常常發現自己需要過河。

過河最簡單的方法是「涉水而過」，意思其實就是「假裝河不在那裡，一直走一直走，走多遠算多遠」。

在河水很淺的地區，人們通常會試著涉水過河，但即使是淺水，也可能會有令人意想不到的危險。水的流速有多快，不太容易判斷，只要深及腳踝的水，就能把人沖得連站都站不穩。

如果河水太深，無法涉水而過，你可以試著游泳過河。但游泳是否行得通，很大程度取決於河的狀況。如果河水太湍急，你可能會被水流沖到下游，或是被吸入急流或障礙物底下。

會游泳的普通人（但不是游泳選手之類的）游速可能是每秒 2、3 公尺。這比有些河快很多，也比有些河慢很多，河水的流速從每秒不到 0.3 公尺到每秒超過 9 公尺不等。

假如河流是理想化的水域，以固定的速率沿直線流動，很容易就可以算出游泳過河所需要的時間，因為你可以直接游向對岸，忽略水流不計。游泳過程中，流速較快的河流會把你帶到下游較遠的地方，但你仍然會在相同的時間內游到對岸。

不幸的是，真正的河流並不是以均勻的速率流動。水的流速往往在河的中間比在河的邊緣更快，在河面比在河底更快。流速最快的地方通常位於河流最深處的上方、略低於水面下。河底平滑均勻、沿直線流動的河，其速率可能像這樣：

河床有寬平區域也有深水道，看起來可能比較像這樣：

如果你試圖游過這種河，你的路徑看起來會更複雜。而且，真正的河不會以直線流動。河裡有小漩渦、大漩渦和來來回回的曲流。在真正的河裡，你可能會發現水流不斷把你推離河岸，或把你捲入河底，或把你沖到下游的瀑布。

聽起來挺危險的。我們還是來看一些別的方法吧。

跳遠過河法

如果游泳過河吸引不了你，你可以試著跨越它。如果河夠小的話，最簡單的方法就是跳過去。

有個簡單公式可以算出，在理想條件下，拋射物以斜角發射可以飛多遠。

\(距離= \frac{速率^{2}}{重力加速度}\)

你能跳多遠，確切的距離取決於你的跳法、起跳、落地的細節，但可能的距離是多少，這個公式提供了相當實際的估計值。根據公式，如果你以時速 16 公里起跑，預期可跳過的間距達到 2 公尺左右。這證實，以非常小的河來說，跳過去絕對是個選擇。

你可以藉由提高速率來增加距離，這就是為什麼跳遠冠軍有時候也是短跑冠軍，某種意義上，跳遠選手正是擅長於「突然向上騰起而不是向前衝刺」的短跑選手。最厲害的跳遠選手可以跳出將近 9 公尺的距離，這代表短跑速率在起跳前一剎那加速到時速 32 公里以上。

自行車比短跑選手更快。如果你騎一輛很棒的自行車，用力踩踏板，或許能加速到時速 48 公里左右。以這樣的速率，你可以跳過 18 公尺寬的河（理論上）。

不幸的是，由於能量守恆，如果你起跳的時速是 48 公里，當你在對岸降落時，你的時速也會是 48 公里。這樣太快了，很容易造成嚴重或致命的傷害。在寬度「超過」18 公尺的河上嘗試這種特技，實際上可能比較安全。

如果你試圖跳過 24 公尺寬而不是 18 公尺寬的河，你會在「靠近對岸的水裡」降落，這樣對你的身體造成的傷害，大概會比「在堅硬的地上」降落來得不嚴重。

至少，假設水夠深的話。

更快的車子當然可以跳得更遠。時速 96 公里的汽車理論上可以跳過將近 73 公尺寬的間隔。然而，汽車以時速 96 公里降落，這不太可能。

飛車手克尼維爾（Evel Knievel）藝高人膽大，他因為騎摩托車飛越各種東西而出名，廣為人知的是，他曾嘗試騎火箭自行車飛越蛇河峽谷（Snake River Canyon）。由於法律因素，火箭自行車技術上被歸類為飛機。克尼維爾在職業生涯中究竟斷過幾根骨頭？這點眾說紛紜。但是他的「摩托車跳躍成功次數：骨折」比值並不大，可能還不到 1。

仔細想一想，或許你應該把「跳遠過河」留給專業人士，說不定專業人士也決定不要做這種事。

「掠水過河」法

人無法在液態水的表面上行走，至少在沒有科技或超自然力量的幫助下不行。

有些影片在網路上爆紅，影片中的人跑步過水、騎自行車過水或騎摩托車過水。所有這些特技背後的基本原理很簡單：如果你跑得夠快，當你碰到水的時候會滑過去。這些影片之所以爆紅，往往是因為至少它們看起來像真的一樣，直到惡作劇的始作俑者坦承，或是科普節目「流言終結者」（MythBusters）去嘗試，事情才真相大白。

哪些類型的特技是真的、哪些是假的，以下是簡單的概述：

赤腳滑水的人都知道，為了保持在水面上，你的腳相對於水需要以大約時速 50 或 60 公里移動。就算是博爾特的飛毛腿，當他在衝刺時也沒跑那麼快。

自行車也不行。你試都不用試，只要問問經驗豐富的自行車手就能搞清楚。自行車手可以告訴你，自行車和汽車不一樣，自行車通常不會「打滑」。自行車或許會在潮濕的路面上摔倒，但由於車輪的彎曲形狀把水往兩邊推，所以自行車輪胎不會因為「抓不到地」而在一層水的上面「衝浪」。

摩托車輪胎比較扁平、胎面有花紋，和汽車輪胎一樣，兩者都會打滑，「流言終結者」節目已經證實，這些輪胎也可以用來「過水」一小段距離，相當戲劇化。但這又讓我們回到飛車手克尼維爾的地盤了。

當然，有那種專門設計用來行駛於水面的車子。

如果你有船，那是非常完美的方法。事實上，有些河有長期駐守的船隻，在兩岸之間為人們擺渡往返。

——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了！：最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》，2020 年 1 月，天下文化。