從電台節目討論曲尾苔，活出屬於自己的生物區位——《三千分之一的森林》

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。

如果要你從鳥類的一項「特徵」中猜出牠的生活環境和飲食習慣，你會選擇哪樣特徵呢？大部分人 (包括我) 可能都會講翅膀。畢竟翅膀是鳥類最大的特徵，過去也確實有研究顯示可以通過鳥類翅膀的長度與型態來推測牠們的習性。不過一項新的研究指出，比起翅膀，鳥類的「眼睛」更能體現牠們的生活環境與習性^[1]。

先聊聊什麼是「生態形態學」？

為了適應所處的生態環境，生物往往會有相對應的生理特徵。例如生活在無光環境的生物，大多會降低視覺的重要性，改為發展更敏銳的嗅覺或觸覺能力。除了生態環境，生物也會根據其飲食發展相對應的生理特徵。例如生活在加拉巴哥群島上的達爾文雀 (啟發達爾文演化想法的鳥鳥們〜)，其鳥喙的尺寸與形狀會高度適應食物來源。

這種研究生物型態適應生態環境的學科被稱為生態形態學 (Ecomorphology)。該學科認為，生物體所表現出的形態特徵會受到其所處生態環境的直接或間接影響。因此生態形態學旨在透過測量與行為相關的性狀以及生物體的適應性構造，來將生物形態與生態環境聯繫起來。

而科學家們在對鳥類的許多形態特徵如翅膀、尾巴和鳥喙等進行深入研究後，確實找出這些特徵與生態間的關聯，並且也能用這些特徵來回推鳥類的生態環境與食性。不過，來自佛羅里達大學生態系統保護實驗室的博士畢業生 —— Ian Ausprey 心中一直有個疑問，關於鳥類特徵與生態環境的研究中，為什麼沒有與「眼睛」相關的研究？

鳥類眼睛與生態環境的連結

鳥類的味覺和嗅覺較不發達，因此大部分鳥類主要依靠視覺來導航、尋找食物和躲避掠食者，而這就讓牠們在陸生脊椎動物中，有著相當大的眼睛 / 身體比例。大眼睛不僅讓鳥類擁有出色的距離和色彩辨識能力，同時牠們也有著頂尖的空間識別與物體對焦能力。不過，擁有這些能力要有相對應的處理器。

大眼睛所帶來大量的視覺訊號，需要一定發展程度的神經系統才能處理，而這就會進一步增加大腦的體積。鳥類的另一大特徵就是「飛行能力」，為此牠們發展出輕量化與流線性的身形。如果鳥類今天選擇強化自己的視覺能力，就會讓頭部體積變大，但當頭部體積變得太大，就會影響到牠們的飛行能力。

為了維持飛行能力，鳥類在頭部體積增加的情況下，也必須改變自己的體型，以此避免出現頭重腳輕的情況。因此鳥類的眼睛大小與其體型會達到一個平衡，這就讓我們能藉由眼睛大小來推測該鳥類的體型。另外大眼睛雖然有著出色的光捕捉和動態對焦能力，但面對強光也容易產生眩光，因此大眼睛的鳥類不會生活在強光環境，所以從眼睛的大小也能回推鳥類所處的生活環境。綜合以上想法，Ausprey 認為鳥類的眼睛應該是很好的生態形態學研究重點。

為了證明上述的想法，Ausprey 在秘魯的森林中花費五年的時間測量鳥類的眼睛尺寸。在他測到的十幾種鳥類中，眼睛的尺寸確實能有效回推鳥類的生活環境和食性。不過他想知道這種模式是否能適用所有鳥類，而不僅僅只是秘魯的鳥類，於是他開始搜尋有關鳥類眼睛尺寸的生態形態學相關研究，但他發現這方面的研究非常少。過往關於鳥類眼睛的研究，通常只包括幾十個物種並只在特定區域進行研究。不過至今沒有這種大規模的物種與全球性分析也很正常，在全球七大洲上有超過 8000 種的鳥類，若真要施行這種測量鳥類眼睛尺寸的實驗，那所耗費的人力、物力、財力和時間想必非常可觀！

在沒有足夠數據的情況下， Ausprey 卻在一個讓人想不到的地方找到大量鳥類眼睛尺寸的完整數據。

塵封的論文，記載了全球 4000 多種鳥眼數據

Ausprey 在查閱資料的過程中，意外發現一個在芝加哥大學攻讀博士的學生 —— Stanley Ritland 在 1980 年代所撰寫的文章^[2]。在該文章中，Ritland 記錄了 4000 多種鳥類眼睛尺寸的詳細數據 (其實不只有鳥類，哺乳類和爬蟲類動物他都一併紀錄)！這些數據是怎麼來的呢？是 Ritland 跑遍全美各地的博物館，從館藏的酒精標本中測量而得。

那麼為什麼如此大量寶貴的數據，沒有太多學術界的人知道呢？因為 Ritland 在獲得博士學位後就離開學術界，也沒有將他收集的數據發表在任何學術期刊上，因此這些數據就這樣靜靜地躺在芝加哥大學的圖書館中，直到 Ausprey 這個伯樂相中這些數據並開發其中的價值。

Ausprey 從文章中選取了 2777 種鳥類的數據，並將各鳥類物種的眼睛尺寸數據依體重進行標準化。在這個過程中，Ausprey 排除那些因生活在極端光照環境下而有格外大眼睛的鳥類，如老鷹和貓頭鷹，而把注意力放在白天捕食的陸棲鳥類身上。

鳥眼的大小，與環境及食性密切相關

分析結果顯示，鳥類的眼睛大小確實與生活環境高度相關。無論鳥類所處的緯度為何，只要是在接近森林底層等陰暗處狩獵與覓食的鳥類都長著大眼睛，因為大眼睛能讓牠們在陰暗的環境中捕捉到更多的光訊號。相反，那些在天空翱翔時間較長的鳥類則長著較小的眼睛，因為這樣能減少眩光的影響。

除了與生活環境有關，鳥類眼睛的大小也與食性密切相關。大眼睛不僅能吸收更多光線，還能增加焦距和解析度，這就相當於給相機加裝一個長焦鏡頭。不論是生活森林底層還是開闊環境的鳥類，只要是以昆蟲和其他小型動物為食，往往具有更大的眼睛，因大眼睛能遠距離發現獵物，並在追捕的過程中持續鎖定獵物。而吃花蜜和果實的鳥類，眼睛相對最小，這可能是因為牠們在尋找食物時，更多是依賴顏色而非形狀。

雖然這個研究並沒有將 Ritland 的數據全部分析完，但目前的結果已經顯示鳥類的眼睛大小這單一特徵，比起翅膀、尾巴和鳥喙等其他特徵，更能有效預測鳥類的體型、食性、生活環境和運動方式。

那麼這個研究能給我們怎樣的啟示呢？

首先是鳥類保護。近來隨著農地的開發與森林的砍伐，造成越來越多的森林破碎化問題。根據現有的研究指出，有著大眼睛的鳥類確實會避開光照強烈的農地和森林邊緣，躲進日益減小的森林棲地之中。而當這些鳥類躲在狹小又破碎的森林之中，很容易就會滅絕。因此根據這個研究的結果，未來我們可以從鳥類的眼睛大小來判斷牠們在農地開發區會受到怎樣的影響，這樣就能事先進行開發區的調整與鳥類相關的保護措施。

第二是動物標本作為研究動物形態的價值。過往科學界對於動物形態的資訊，大多仰賴田野調查的實際測量。但很多時候，動物處在難以抵達的環境，這就讓測量的難度大增。而這個研究的結果顯示，保存良好的動物標本也能很好地還原動物的真實形態。這就告訴生態學家，面對野外難以取得的動物形態資訊，或許可以在博物館的標本中找到。

最後，我覺得這篇研究很好的呼應了「保育」的概念。如果 Ritland 的文章與博物館中的動物標本都沒有保存，那就不會有這篇研究了。回到現實世界也是，很多時候人們都覺得生物保育沒有價值，但你怎麼知道呢？或許某些物種在未來的某一天能被人們發現其中的價值，但如果我們沒有做好保育，就只能讓這種價值隨著物種滅絕而消逝。

參考資料

1. Ausprey IJ. Adaptations to light contribute to the ecological niches and evolution of the terrestrial avifauna. Proc Biol Sci. 2021 May 12;288(1950):20210853.
2. Ritland S. 1982. The allometry of the vertebrate eye. Chicago, IL: University of Chicago

我在陽光照耀的泥塘裡獨舞，腳下的土像波浪般緩緩翻動。一陣暈船的感覺襲來，我的腳流連在半空中，等待踏回堅實的地面。每一步都創造了新的起伏，像走在水床上。我伸手抓住美洲落葉松的樹枝想穩住自己，但我在一個地方站了太久，冰冷的水已淹到腳踝。沼澤吸住了我的腳，把腳拔出來的時候還發出啵啵聲，小腿肚穿上一層黑色的泥。還好我把靴子留在蛇形丘上了。我有一隻紅色運動鞋還遺落在某地深處，好幾年前某次出差調查時掉的—現在我都打赤腳。除去愛偷鞋子的癖好之外，沼澤湖應該是夏天午後非常宜人的地方。

一圈環形的樹包圍沼澤，把森林隔絕在外。泥炭苔 (peat mosses, Sphagnum) 圈圈閃耀的翠綠色像是螢火蟲飛在一排深色雲杉木前。老人家說過，看得見和看不見的世界，有陽光照耀的沼澤表面和池塘的幽暗深處，兩者比鄰共存。有更多東西眼睛看不見，但依舊存在。

五大湖區的森林裡， 祖先留下的土地上有很多壺穴^註 沼澤。阿尼什納比部落 (Anishinaabe) 用水鼓來進行儀式，這種鼓非常神聖，不容易親眼見到。木碗上鋪著的鹿皮裝滿聖水，水鼓「代表水、宇宙、萬物和人類的心跳」。木碗表示敬重植物，鹿皮表示敬重動物，以及水表示敬重大地之母所滋養的所有生命。鼓上綁著一個環，代表萬物出生、成長、死亡的循環，還有四季的遞嬗跟年月的週期。

不適應環境？那就直接改造

說到苔蘚的重要性，地球上沒有一個生態系能超越泥炭苔沼澤。泥炭苔的碳含量比這個星球上任何一種植物都要高。在陸生棲地中，苔蘚跟維管束植物相比總是黯然失色，退居配角。但在沼澤裡，它們就是王者。泥炭苔不只在沼澤裡欣欣向榮，還能創造沼澤。土質酸又積水的棲地不利大部分高等植物生存，就我所知，大小植物沒有一種能像泥炭苔這樣，利用本身的特性來打造周圍環境的。

沼澤裡每一方寸都覆滿泥炭苔。事實上，那並不是地，而是水，只是被苔蘚的結構巧妙地支撐著。我其實走在水上，走在池塘表面的泥炭苔軟墊上。沼澤中央還看得見一部分池水， 水面平緩深邃。沼澤塘總是超乎尋常地平靜光滑，深色的水把你的視線往下拉進那無底世界。夏日浮雲的倒影寧靜無擾，因為唯一的水源就是雨水，沒有溪流往來在泥炭苔的小島之間。水很清，泥炭苔慢慢腐敗釋出的腐植質和單寧酸，讓水變成了沙士的顏色。

泥炭苔的莖，讓人聯想到英國牧羊犬在池塘裡游過泳後，全身濕淋淋的樣子。它的頭很像拖把長在水面上，稱為頭狀枝序 (capitulum)，身體的部分從莖節向外垂掛著長長的枝條。葉子很小，只有一層綠色的薄膜，像是濕透的魚鱗挨在樹枝上。泥炭苔如果被踩踏過，聞起來甚至很像濕漉漉的狗，沾染著從池底淤泥飄出的硫磺味。

死細胞才能發揮全方位功能

讓我最驚豔的是泥炭苔大部分都是死的。你可以在顯微鏡下看到每片葉子都有一條條細長的活細胞包圍著死掉的細胞，像是空空如也的牧場被綠籬包圍。二十個細胞裡只有一個是活的，其他不過都是死掉的細胞殼，也就是骨頭包著過去的細胞內容物消失後餘下的空間。這些細胞並沒有生病，只是在死後才會發揮全方位的功能。細胞壁有很多孔隙，布滿微型篩子般的小小孔洞。這些穿孔的細胞無法行光合作用或生殖，但對於植物的生長至關重要，唯一的功能就是保水，很多很多水。你若從沼澤看似結實的表面摘下一些泥炭苔，它會不斷滴水，一大把泥炭苔就可以擰出將近一夸脫的水來。

泥炭苔的內部充斥著死掉的細胞，因此可以吸收體重二十倍之多的水分，優異的保水能力讓它得以調整周圍的生態系統來順應生存的需求。泥炭苔會讓土壤變得潮濕，填滿土壤分子之間原本充滿空氣的縫隙。根需要呼吸，但積水的泥炭會創造出無氧的發根環境， 大部分的植物都受不了。因為周邊樹木長不起來，沼澤往往照得到光又開闊。

活的泥炭苔底下那一層濕氣導致氧氣不足，也減緩了微生物的生長。因此，泥炭苔死去後的分解速度極慢，可能好幾世紀都不會有什麼改變。埋在地下的泥炭苔就留在那兒，年復一年又一年，越積越多，最後淹滿整個池塘。如果我能在沼澤深處找到我的紅色運動鞋，應該還沒腐爛吧。想到一只運動鞋竟然比一個人活得還久，感覺很奇怪。百年之後，這隻鞋可能是我在這個星球上短暫存在過的具體證據。我很滿意它是紅色的。

註解

• 地質名詞，指流水侵蝕造成的圓形窪地或坑穴。