鳥到底有没有拇指?

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。

• 朱家瑩／雅文基金會聽語科學研究中心 研究員

想像一下當你聽到手指甲刮著黑板產生的摩擦聲，或者是拿著叉子摩擦著不鏽鋼碗的聲音，抑或是小孩的哭叫聲，有沒有哪一個聲音會讓你全身起雞皮疙瘩，想要用手摀住耳朵，甚至是情緒爆炸、只想要遠離現場呢？這些讓人不適的聲音，是有其特有的聲學特質？或是其他緣故呢？

不是尖銳、高頻音就刺耳，而是流淌在你我血液的祖先智慧

一般認為，令人不適的聲音是因為刺耳的高頻聲，尤其像是手指甲刮黑板時所產生的摩擦聲，其中那種「ㄍㄧ ㄍㄧ ㄍㄧ」的聲音，似乎是造成不適感的主因。

然而，Halpern、Blake 和 Hillenbrand（1986）這三位研究者對於這個現象感到好奇，因此他們進行了一項實驗 ^[1]，他們將那些令人不適聲音（如：刮金屬或石板的聲音）中的高頻音減弱。

結果顯示，即使減弱尖銳的高頻聲音，受試者仍然感到不適，因而主張尖銳的高頻音並不是造成不適感的主因。接續 Halpern 等人在企圖尋求答案時，意外發現刮黑板的聲音頻譜圖跟靈長類猴子的警告叫聲非常相似，因而大膽推測這個不適感並非高頻音造成的，而是源於人類祖先的記憶。

人類對特定頻率區間的聲音感知最敏感，加上跨感官的連結，讓人聽到某些音就不適

可惜，到底是不是來自老祖先的智慧傳承，這點未獲得後續研究的支持。另一方面，Kumar 等人（2008）進一步以聲學分析探究是否是因特定頻率導致聆聽的不適感時，發現聲音中涵蓋 2500-5500 赫茲這個頻率區間的聲學頻率似乎特別容易引起聽者的不適感 [2]。

他們推測這可能是因為這個頻率範圍的聲音感知上最為強烈，同時也具有最高的能量，因此使得聽覺系統特別對這些頻率的聲音敏感。

但是，我們平常聊天談話中也涵蓋了這個頻率範圍的聲音，除了頻率之外，是不是還有其他因素造成對某些聲音的不適感呢？

Ro 等人（2013）發現當聽到聲音時，聲音進入大腦的聽覺皮質同時，會傳遞訊號到觸覺感官系統，啟動了觸覺感官，讓聽者聽到聲音時，「感覺」到自己的皮膚彷彿被指甲刮的刺痛感 ^[3]。

聽聲音會啟動身體觸覺感官系統並非只存在刮黑板這類聲音，有些人在聽到音樂聲，像是聽到低音貝斯的聲音時，也會感覺到自己的身體也在震動，甚至感受到皮膚的不適感 ^[4、5]。

也許因為這個跨感官的訊號傳遞，讓身體的其他部位也出現不適的感受，才會讓聽者對於這些聲音感到不適。

當感知到令人不適的聲音，杏仁核會依據習得經驗，決定是否啟動保護機制！

Zald 與 Pardo（2002）發現當聽到讓人感到不適的聲音刺激時，大腦中的杏仁核（amygdala）會高度活化 ^[6]，而杏仁核在大腦中負責掌控恐懼、焦慮、害怕等負面情緒，換句話說，當聲音訊息抵達杏仁核時，它會誘發情緒反應，進而導致我們做出不同行為反應 ^[7]。

杏仁核的啟動是大腦的一種保護機制，透過過往的經驗連結學習會對讓人不適的聲音發出警報^[8] ，當聽者遇到可能危及安全的聲音時，杏仁核就會發出警報。

例如，當聽到車子緊急剎車的聲音時，這個聲音傳送到杏仁核，會進而引起我們想要逃離的反應，或者產生對駕駛者行為的憤怒反應。

由於杏仁核在聆聽這些聲音時會高度活化，Kumar 等人（2012）進一步試圖了解在聆聽令人不適的聲音時，杏仁核在大腦中扮演著怎樣的角色，以及聲音資訊如何被傳遞到杏仁核。

他們的研究結果顯示，聲音刺激會最先傳送到聽覺皮質（auditory cortex）進行聲學訊息處理和分析，解碼聲音所代表的意義，例如，聽到「ㄍㄧ」的剎車聲，解碼出來的是來自汽車或者腳踏車的剎車聲。聽覺皮質處理完畢後，將資訊傳遞到杏仁核，當杏仁核接收到來自聽覺皮質的訊號後，依據這些訊息及過去經驗發出警報 ^[8]，誘發恐懼、焦慮或憤怒等負面情緒，並可能促使進一步的行為反應，像是尖叫、摀住耳朵，或逃離現場。

舉例來說，如果是汽車的剎車聲，基於過去的經驗，可能存在危險，因此可能會誘發恐懼情緒，並引發立馬逃離現場的行為舉動。

然而，如果解碼後的聲音是腳踏車的剎車聲，根據過去的經驗，可能不會有危及生命的危險，因此即便會觸發閃躲的動作行為，但負面情緒可能不如汽車剎車聲來的強烈，可能只會憤怒的罵騎車的人不長眼。

聽到某些聲音，讓人立馬想逃或想戰，也許這個過往的經驗是來自遠古時代祖先的傳承，但更可能是因為聽到這些聲音時，觸覺感官系統被啟動了，身體上「感覺」到不適，所以當不適的聲音再次出現時，杏仁核的活化反應就更增強，讓我們除了單純的接收到聲音之外，也產生了身體及情緒上的反應。

參考文獻

1. Halpern, D. L., Blake, R., & Hillenbrand, J. (1986). Psychoacoustics of a chilling sound. Perception & Psychophysics, 39, 77-80.
2. Kumar, S., Forster, H. M., Bailey, P., & Griffiths, T. D. (2008). Mapping unpleasantness of sounds to their auditory representation. The Journal of the Acoustical Society of America, 124(6), 3810-3817.
3. Ro, T., Ellmore, T. M., & Beauchamp, M. S. (2013). A neural link between feeling and hearing. Cerebral cortex, 23(7), 1724-1730.
4. Koenig, L., & Ro, T. (2022). Sound Frequency Predicts the Bodily Location of Auditory-Induced Tactile Sensations in Synesthetic and Ordinary Perception. bioRxiv.
5. Lad, D., Wilkins, A., Johnstone, E., Vuong, Q.C. (2022). Feeling the music: The feel and sound of songs attenuate pain. British Journal of Pain, 16(5), 518-527. 
6. Zald, D. H., & Pardo, J. V. (2002). The neural correlates of aversive auditory stimulation. Neuroimage, 16(3), 746-753.
7. LeDoux, J. E. (2000). Emotion circuits in the brain. Annual review of neuroscience, 23(1), 155-184.
8. Kumar, S., von Kriegstein, K., Friston, K., & Griffiths, T. D. (2012). Features versus feelings: dissociable representations of the acoustic features and valence of aversive sounds. Journal of Neuroscience, 32(41), 14184-14192.

本文轉載自食藥好文網

• 文／泛科知識股份有限公司特約編輯陳語柔

指甲是人體一種特化的角質層，屬於不含活細胞的角蛋白，跟牙齒、骨頭一樣堅硬，也是唯一曝露在人體之外、保護肌膚的組織。不過，除了保護人體以外，指甲還兼具美觀的功能。

人們美化指甲的歷史最早可以追溯到西元前 6000 年，埃及人利用植物、花汁來為指甲染色。在東方也有相關的記載，其中比較有名的方式是將鳳仙花瓣搗碎，再加入些許明礬來浸染指甲。經過數千年的演變，終於在 1932 年，由露華濃公司的創始人做出了第一罐現代指甲油。

到了現在，指甲油越來越普及，許多人會透過各種顏色的指甲油來配合穿搭，已經是造型裡不可或缺的一部份。但在維持指甲的美麗之餘，也要留意它們的健康狀況。若是長期使用使甲油，或是卸甲時操作不慎，指甲就很容易變得白白乾乾的。

是什麼讓指甲受損？從指甲油成分一探究竟

市售的指甲油為了要快速乾燥，往往會添加揮發性的溶劑、不易脫落的成膜劑、塑型劑以及大量的色素，透過溶劑將這些成分溶解成一罐罐的指甲油。

市面上的指甲油成分中，較常見的溶劑有丙酮、乙酸乙酯等。目前雖然沒有明確研究指出指甲油會對人體造成重大傷害，但過度連續塗抹指甲油也容易破壞指甲的角質細胞，讓指甲變得越來越薄、容易斷裂，生長速度也會變得緩慢。所以，最好不要過於頻繁使用指甲油，擦的時候一定要注意室內通風，避免吸入過多揮發的溶劑，也盡量不要與皮膚直接接觸。

去光水會讓指甲受損更嚴重嗎？

既然指甲油可能會傷害甲面，那是不是每用一次都要儘快卸除呢？

事實上，為了要卸除指甲油，我們使用的去光水就是透過前面提到的揮發性溶劑，來溶解已經塗到指甲上的指甲油，使用時應注意通風。

有些人在使用去光水時，會因為擔心卸不乾淨，於是塗到指緣上都是去光水，甚至泡在去光水中，造成指緣乾燥。如果手上剛好有傷口，碰到去光水也會造成刺激，甚至可能導致甲溝炎。

那該怎麼做，才能安全地卸除指甲油、不傷手呢？我們可以利用棉花棒沾取去光水，避免用手直接觸碰，並且在卸除以後確實清潔，來降低對指甲和指緣的傷害。

甲面隔離油能保護指甲嗎？

有些人為了避免指甲受損，會選擇使用甲面隔離油（base coat）。甲面隔離油有點類似透明的指甲油，也含有溶劑、成膜劑、塑型劑，不過廠商通常還會多添加一些滋潤指甲的成分，讓使用者可以同時保養指甲。

甲面隔離油的用法是在上指甲油之前先塗一層，使得甲面上有一層薄薄的膜，讓指甲表面變得平滑，接下來塗上的指甲油也會更平整。

在甲面隔離油的產品介紹中，通常是以阻擋指甲油中的色素、溶劑直接接觸指甲，避免指甲損傷為主。

護甲油跟硬甲油能拯救指甲嗎？

護甲油的主要成分通常是油脂，是幫助指甲保濕、提供指甲滋潤的產品。雖然塗上後指甲會看起來很水潤，但因為指甲本身的抓水、保水能力本來就不如皮膚強，塗上的效果很有限，無法維持保濕太久。

而硬甲油就像一層透明的指甲油，擦上去雖然能感受到指甲變硬的效果，但卸除後就會消失。市面上大多數硬甲油的成分也含有乙酸乙酯等溶劑，過度使用依舊可能使指甲變薄。

購買指甲油、硬甲油時，務必要看清楚產品包裝有無刊載完整衛生福利部公告應標示項目，也不要購買來路不明及標示不完整的產品。

想要有漂亮的指甲嗎？那就從指緣開始保養

指甲是從肉裡長出來的，如果指緣的皮膚不好，長出來的指甲也會不好看。所以我們可以利用一般的護手霜塗抹於指緣，並且減少用指甲接觸水、洗潔劑的機會，就能達到幫指甲和指緣保濕，以及強化指甲的效果。

除了日常保養之外，在每次擦指甲油之間，也要留出適當的間隔讓指甲休息，才不容易造成指甲斷裂。

參考資料

1. 正確選購指甲油5步驟 (2018)。藥品食品安全週報 (第 659 期)。
2. 鄭淑晶、黃守潔、曾素香、王德原、陳惠芳 (2018)。市售指甲油中甲醛、甲醇、苯及鄰苯二甲酸酯類成分之品質監測。食品藥物研究年報 (編號 9:259-265 )。
3. Reinecke, J. K., & Hinshaw, M. A. (2020). Nail health in women. International journal of women’s dermatology, 6 (2), 73–79.

鳥的翅膀與我們的手同源，由五指的祖先型變成現在的三根指頭撐起翅膀。鳥有的骨頭到底相當於我們的那些手指？

從胚胎學上的證據， 利用相對部位的比對來看，鳥的三根指頭應該相當於人的食指，中指，無名指。但是從化石上的證據來看，包括始祖鳥等的早期鳥類用的三根指頭卻相當於人的拇指，食指及中指。到底那一個說法才是對的？這個問題，困擾了學術界好多年。

在手指的發育上，一群叫做 HoxD 的基因扮演著重要角色。其中的 HoxD-10, HoxD-11, HoxD-12 三個基因在鳥類最前端的指頭發育時不表現。對應到老鼠，有相同表現形式的竟然是拇指。因為哺乳類跟鳥類在演化上有段距離，我們很難說這項證據成立。

那鳥類最近的現生親戚也有相同的狀況嗎？鳥的始祖是恐龍，侏儸記公園只蓋在電影院裡，科學家只好轉向再遠一點的親戚，鱷魚。耶魯大學維家斯博士（Dr. Alexander O. Vargas）帶領的團隊發現密西西比鱷的HoxD-11只有在拇指是不表現的，提供證據支持鳥類最前端的指頭是拇指。所以鳥類用的三根指頭應該是拇指，食指及中指，只是在發育時，相關細胞移動到食指，中指，無名指的位置發育成形。

報導原文
Gene Expression In Alligators Suggests Birds Have ‘Thumbs’ ScienceDaily (Oct. 6, 2008)

研究原文
Vargas et al. 2008.
The Evolution of HoxD-11 Expression in the Bird Wing: Insights from Alligator mississippiensis.

文章來源：30.6kj