果醬的啟示：選擇的數量效應

本文與 高柏科技 合作，泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達（NVIDIA）、Google、微軟，甚至是 Meta 的存在，究竟是什麼？答案或許並非更強大的 AI，也不是更高速的晶片，而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初，搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機，傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題，但這場「科技 vs. 熱」的對決，才剛剛開始。 

不僅僅是輝達，微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中，希望藉由洋流降溫；而更激進的做法，則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中，來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

但這些方法真的有效嗎？安全嗎？從大型數據中心到你手上的手機，散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技，一同看看如何用科學破解這場高溫危機！

運算=發熱？為何電腦必然會發熱？

這並非新問題，1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時，就提出了「蘭道爾原理」（Landauer Principle），他根據熱力學提出，當進行計算或訊息處理時，即便是理論上最有效率的電腦，還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失，系統的熵就會上升，而隨著熵的增加，也會產生熱能。

換句話說，當計算是不可逆的時候，就像產品無法回收再利用，而是進到垃圾場燒掉一樣，會產生許多廢熱。

要解決問題，得用科學方法。在一個系統中，我們通常以「熱設計功耗」（TDP，Thermal Design Power）來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說，TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量，通常以瓦特（W）為單位。也就是說，TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP，例如AMD的CPU 9950X，TDP是170W，GeForce RTX 5090則高達575W，伺服器用的晶片，則可能動輒千瓦以上。

散熱不僅是AI伺服器的問題，電動車、儲能設備、甚至低軌衛星，都需要高效散熱技術，這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料（TIM）」：提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡，散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料，而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中，晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合，表面多少會有細微間隙，而這些縫隙如果藏了空氣，就會變成「隔熱層」，阻礙熱傳導。

為了解決這個問題，需要一種關鍵材料，導熱介面材料（TIM，Thermal Interface Material）。它的任務就是填補這些縫隙，讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」，即使主線有再多車道，如果匝道堵住了，車流還是無法順利進入高速公路。同樣地，如果 TIM 的導熱效果不好，熱量就會卡在晶片與散熱片之間，導致散熱效率下降。

那麼，要怎麼提升 TIM 的效能呢？很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁，若要更高效的散熱材料，則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成：高導熱粉末（如金屬或陶瓷粉末）與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好，盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了，受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸，高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後，會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題，高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」，說是凝膠，但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄，比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK，到這裡，「匝道」的問題解決了，接下來的問題是：這條散熱高速公路該怎麼設計？你會選擇氣冷、水冷，還是更先進的浸沒式散熱呢？

液冷與 3D VC 散熱技術：未來高效散熱方案解析

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量，也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限，因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷，熱量在經過 TIM 後進入水冷頭，水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好，且增加的體積不大。唯一需要注意的是，萬一元件損壞，可能會因為漏液而損害其他元件，且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮，可以考慮另一種方案，「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義，就是把均溫板層層疊起來，變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板，原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」，直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中，會放入容易汽化的工作流體，當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化，當熱量被帶走，汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法，最大的特點是：導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻，不會有熱都聚集在入口（熱源處）的情況，能更有效降溫。

整個 3DVC 的設計，是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯，能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC，就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是，工作流體移動的過程經過設計，因此不用插電，成本僅有水冷的十分之一。但相對的，因為是被動式散熱，其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC，高柏科技一直致力於不斷創新，並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積，高柏科技開發了6項專利技術，涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後，均溫板不僅保有高導熱性，還增強了結構強度，顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步，有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術，將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中，許多冷卻液會選擇沸點較低的物質，因此就像均溫板一樣，可以透過汽化來吸收掉大量的熱，形成泡泡向上浮，達到快速散熱的效果。

然而，因為水會導電，因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些，但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時，很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS，這是一種永久污染物，會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液，例如礦物油、其他油品，又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

另外，把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等，都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證，相信很快就能推出更強大的散熱模組。

習得無助、控制感，以及憂鬱

提過塞利格曼等人發現的「習得無助」現象，他們進行了一系列動物基本學習歷程的實驗，訓練動物跳過柵欄以避開腳下的電擊。動物通常很快就能學會怎麼做，但有一組動物，因為先前經歷過一連串無法躲避的電擊，所以始終都學不會，牠們甚至放棄嘗試，只是待在原地乖乖接受電擊，而從不試著跳過柵欄。研究者的解釋是，當動物遭受自己無法控制的電擊，就會學到不管怎麼做都無濟於事，這樣的習得無助感會轉移到新情境，即使牠們能夠控制這個新情境，還是會放棄嘗試。

塞利格曼深入研究習得無助現象之後，驚訝地發現，這些無助的動物跟憂鬱症患者有許多共同點，尤其是兩者的消極心態，憂鬱症患者有時連「今天要穿什麼衣服」這樣的小事都力不從心。塞利格曼推論，至少有部分憂鬱症患者是因為經歷過一次強烈的失控感，於是開始相信自己對任何事都無能為力，並認為這種無助感會一直持續出現在各種情境。根據塞利格曼的假設，擁有控制感對於心理健康至關重要。

五十多年前，一項研究以三個月大的嬰兒為受試者，凸顯了控制感的重要性。研究者將嬰兒分成兩組，A 組是有控制權的嬰兒，他們躺在嬰兒床上，頭靠著枕頭，床的上方倒掛著一把半透明的傘，裡面用彈簧黏著幾隻動物玩偶，如果嬰兒轉一下頭，傘裡的燈就會亮起，嬰兒就可以看到那些玩偶在「跳舞」，但一會兒燈就熄滅了。當 A 組嬰兒碰巧轉頭，讓傘裡的燈亮起並看到玩偶，他們就會表現出好奇、開心和興奮的樣子，而且很快就學會利用轉頭來控制玩偶的出現，然後一次又一次重複這個動作，看起來一直都很開心。B 組嬰兒則沒有控制權，只有在 A 組轉頭時，他們床上的燈也跟著亮起，才可以「順便」看到玩偶， 所以 B 組看到玩偶的次數和時間都跟 A 組一樣多，但他們只有在一開始表現得跟 A 組一樣開心，然後很快就因為適應而失去興趣。

研究者從兩組嬰兒的反應差異，得到下列結論：讓嬰兒一直很開心的原因，並不是會跳舞的動物玩偶，而是控制感。A 組嬰兒之所以對著玩偶咯咯笑個不停，是因為他們似乎知道是自己讓這一切發生，「是我幹的好事，很棒吧，而且只要我想要，隨時都可以再來一次」。B 組嬰兒雖然什麼都不用做就可以看到玩偶，但是卻沒有體驗到這種令人興奮的控制感。

小嬰兒幾乎無法控制任何事物，既不能任意靠近自己想要的東西，也無法離討厭的東西遠遠地。他們無法靈活控制自己的手，所以抓取或操作物品都很吃力。他們還會無預警地被被東戳戳、西捏捏，或是被抱起又放下。小嬰兒的世界就是只能被動讓事情發生在自己身上，任由別人擺佈。或許正是基於這個原因，當他們偶然發現自己可以控制那麼一點小事， 就異常在意和興奮。

另一項研究以生命的另一端——老年人為受試者，也戲劇化地證明了「控制感」對於幸福快樂的重要性。研究者告訴 A 組養老院的住民必須為自己負責、照顧好自己；B 組住民則被告知他們的一切生活起居都由工作人員打理。此外，A 組每天都要決定一些簡單的事，並照顧一盆植物；B 組則沒有任何決定權，他們的植物也由工作人員照顧。結果，A 組老人（對自己的生活有一定的控制權）比 B 組（沒有控制權）更有活力、更靈敏，主觀幸福感也更高。最引人注目的是，A 組的平均壽命比 B 組多好幾年。可見，從出生到死亡，人都需要擁有對生活的掌控權。 

無助感、憂鬱和歸因風格

塞利格曼的「無助－憂鬱理論」仍然受到質疑，最大的問題是，並非每個失去掌控感的人都會陷入憂鬱。因此，塞利格曼和同事在 1978 年修正了這一理論，並指出在無助感和憂鬱之間，還存在另一個重要的心理歷程。根據修正後的新理論，人在失敗和失去掌控感之後，會問自己為什麼，像是「為什麼他要跟我分手？」「為什麼我被刷下來？」「為什麼我沒有談成那筆生意？」「為什麼我的成績這麼爛？」。換句話說，人會尋找失敗的原因。

塞利格曼等人認為，人對事情的解釋——即歸因風格（attributional style）大致有兩種，每種風格都傾向接受特定類型的原因，而這些原因不一定跟實際情形有關。根據歸因風格的特性，造成失敗的原因可以分成三個向度：全面或特定、長期或短暫、內在或外在。

假設你去應徵一份行銷業務的職缺，卻沒被錄取，你在分析自己為什麼會失敗時，下面是一些可能的原因： 

全面：我的自傳和履歷都寫得不好，面試時又很緊張，看來不管找什麼工作都不會被錄取了。

特定：我對那家公司的產品類型不太了解，我得多做一些功課，面試時才能脫穎而出。

長期：我的個性不是很主動積極，也無法擔負責任，這份工作根本不適合我。

短暫：我最近感冒，好幾天沒睡好，面試時狀態不佳。

內在：原本應該可以順利得到這份工作，是我自己搞砸了。

外在：他們應該早就內定好了，找人去面試只是做做樣子，大家都是去陪榜的。

如果你用特定、短暫、外在因素去解釋自己為何沒被錄取，那麼你對下次找工作的預期會是什麼？你也許會想：如果去應徵自己熟悉的領域，並且保持睡眠充足，自己也更主動機靈一點，而且面試沒有黑箱作業，一切就會很順利。換句話說，這次的失敗經驗不太會影響下次找工作的表現。

反之，假設你用全面、長期、內在角度看待自己的失敗，認為自己的履歷毫不起眼， 面試時老是緊張得說不出話，而且個性太被動，別人都比自己更適合這份工作，那麼你預期的未來就會黯淡無光，你不但沒得到這份工作，接下來要找任何工作都會很困難。

修正後的「無助－憂鬱理論」認為，如果用全面、長期、內在因素去解釋失敗，那麼由失敗或失去掌控所引發的無助感才會導致憂鬱，因為在這種情況下，人有充分理由預期自己將不斷遭遇失敗。既然註定會失敗，那麼每天起床、換好衣服，繼續應徵下一份工作又有什麼意義？ 

對上述理論的檢驗已得到令人矚目的結果。人確實會表現出不同的歸因風格，「樂觀者」會將自己的成功解釋為全面、長期、內在因素所致，而認為失敗是由特定、短暫、外在因素造成。「悲觀者」則恰好相反。如果兩個人得到同樣的分數，樂觀者會說「我得了 A」 或「她給我成績打 C」，悲觀者卻說「她給我打 A」或「我得了 C」，因此悲觀者更可能陷入憂鬱。此外，從一個人的歸因風格也可以預測他未來遭受失敗時是否會憂鬱。如果認為失敗的原因是全面性的，就會預期自己在其他生活領域也會遭遇失敗，而如果歸因於特定因素則不會這麼想；如果認為失敗的原因是長期性的，就會預期失敗將一直發生，而如果歸因於短暫因素就不會這麼想；如果認為失敗是跟個人內在因素有關，自尊就會遭受嚴重打擊，而如果歸因於外在因素則不會如此。

這並不表示，把功勞都歸於自己，把失敗都歸咎於外在環境，就是擁有成功、幸福人生的祕訣。最好的方法是面對現實、做出正確歸因，雖然這樣做可能會造成情緒負荷，但準確分析成敗原因，並找出問題所在，才可能在下一次獲得更好的結果。不過平心而論，在大多數情況下，過度自責確實會造成不良心理後果。正如接下來所要探討的，在擁有無限選擇的世界，人們更容易因為結果不如意而自責。

——本書摘自《選擇的弔詭》，2023 年 11 月，一起來出版，未經同意請勿轉載。

選擇的要義

兩個多世紀前，哲學家和經濟學家亞當．斯密觀察到，當每個人都擁有選擇自由，社會商品的生產和分配就會達到最有效率的狀態。在不受政府干預的競爭市場中，企業家將竭盡所能地迎合消費者的需求和渴望，生產者和供應商會更彈性應變、不受限制，確切地提供消費者所期望的商品和服務。 

「選擇」不但有工具價值，還反映了更重要的表達價值。我們透過選擇來告訴世界「我是誰、我在乎什麼」，即使是比較表面的層次，例如穿衣風格，也都是有意地表達自己的品味，傳達特定訊息，像是「我是個嚴肅的人」、「我是個理性的人」、「我很有錢」，甚或「我愛怎麼穿就怎麼穿，才不管別人的眼光」。要表達自我，就要有足夠多的選擇。

生活各方面的選擇都是如此，我們吃的食物、開的車、住的房子、聽的音樂、讀的書、喜歡的興趣、捐助的慈善機構、參加的示威活動……每一個選擇不論它們重要與否，都具有表達功能。而且有些選擇可能只有表達功能，以投票為例，許多選民都明白，一張選票從來就不具有實質意義，不太可能影響結果（除了 2000 年的美國大選），所以其實不值得大老遠跑去投票。但他們還是會去，為什麼？也許至少有部分是因為，投票可以表達自己的立場。這些選民認真看待自己的公民身分，盡責地履行自己的義務，而不認為政治自由是天上掉下來的、可以輕忽。

有個例子可以清楚看出投票的表達功能：兩位美國政治學家在選舉當天還在歐洲，他們明知彼此支持不同的候選人，所以兩張選票會互相抵銷，卻還是一起開了三小時的車去投遞郵寄選票。我們所做的每一個選擇，都證明了我們的自主性和自決意識。自柏拉圖以來，幾乎所有探討社會、道德、政治議題的西方哲學家或思想家，都高度重視這樣的自主性。每當選擇增加，就表示我們又有機會宣告自主權，展現自己的個性。

不過，只有當我們能夠自由選擇，選擇才具有表達功能。舉例來說，想想婚姻誓詞，「不論順境或逆境，富貴或貧困……我將永遠愛你、珍惜你，直到死亡將我們分開」，但如果你沒有權力解除婚姻關係，那麼這段誓言反映的並非你的個人意願，而是社會約束和規範。就算離婚合法，但是卻受到社會和宗教強力譴責，導致離婚者受人唾棄，那麼你的婚姻誓詞主要也是反映社會而不是你這個人。只有當你所在的社會對離婚抱持開放、包容態度， 你對婚姻的承諾才是真正反映你個人的價值觀和品格。

自主權的價值已深植在我們的法律和道德體系中，它賦予我們權利，讓我們對自己和他人的行為負起道德（和法律）責任，它是我們得以讚揚個人成就和指責個人缺失的前提。如果不再尊重個人的自主性和自由意志，我們整個社會都將面臨價值觀和制度的混亂，變得面目全非。

學習無助

我們不僅在政治、道德和社會層面仰賴自主權的概念，現在還知道心理健康也深受自主權影響。1960 年代，心理學家塞利格曼（Martin Seligman）帶領的一項實驗，讓三組經歷過不同情境的動物學習跳躍柵欄，以避開輕微電擊。A 組動物先前沒有類似經驗，B 組動物已經在其他情境學會如何躲避電擊，C 組動物先前也經歷過類似情境，但無論做出任何反應都無法逃開電擊。結果正如塞利格曼等人所預期，B 組學得比 A 組更快，牠們把其他情境的學習效應轉移到目前的實驗情境。值得關注的是，C 組完全學不會，甚至根本就放棄嘗試，只是默默地接受電擊，直到研究人員不忍心而結束實驗。 

塞利格曼等人認為，C 組動物已經從「無法逃避電擊」的經驗中學到：不管怎麼做都無法改變現況，無力掌控自己的命運。牠們跟 B 組一樣，將先前的學習經驗應用在跳柵欄的實驗情境，只不過牠們學到的是無助，即「習得無助」（learned helplessness）。 

塞利格曼提出的「習得無助」在各個心理學領域激起漣漪，數百項研究皆證實了，我們會從經驗中學到自己無法控制局面。而一旦學到這點，後果將不堪設想。習得無助會讓人失去嘗試動機，無法判斷自己是否能夠掌控新情境，此外還會降低免疫功能，導致生病機率增加，在特定情況下甚至會罹患嚴重憂鬱症。因此可以說，有能力掌控所處環境，並且意識到自己擁有這樣的能力，是維持基本身心健康的大前提。

現在來想想「無助感」和「選擇」的關係。在某個情境下有所選擇，就表示能夠掌控整個局面，那麼就不會感到無助。只有在毫無選擇的情況下，才會產生無助感。因此，「選擇」除了能帶來工具效益（得到自己想要的東西）和表達效益（展現自我），還有重大的心理效益（讓人能夠積極、有效地投入生活）。

選擇是越多越好嗎？

乍看之下，這似乎意味著選擇的機會越多越好，而既然美國社會已經做到這點，想必美國人應該很少產生無助感。然而，民意調查專家哈里斯（Louis Harris）在 1966 年和 1986 年各做了一項調查，詢問受訪者是否同意一系列陳述，像是「我覺得自己跟世界格格不入」或「我的想法已經不再重要」。在 1966 年，只有 9％ 受訪者覺得自己跟世界格格不入，36％ 的人認為自己的想法不重要，而到了 1986 年，這兩項數據分別增加到 37％ 和 60％。 

看來選擇變多並沒有讓人感覺更好，這樣的矛盾現象有兩種可能解釋。第一：由於人在選擇和控制方面的體驗更加廣泛且深入，對選擇和控制的期待也會跟著提高。隨著自主權的枷鎖一個個被打破，剩下的障礙卻更加令人不安，就像賽道上的賽狗跑得再快，也追不上前面的機械兔，人不論實際上擁有多大的自主權，永遠也滿足不了對控制的渴望和期待。

第二：更多選擇不代表擁有更多掌控權。選擇無止盡地變多，非但沒有給予人更多的掌控感，反而讓人無所適從。如果我們認為自己無法做出明智的選擇，那就算選擇再多也不是好事。如第2章提過的調查，詢問人們萬一罹癌，是否希望自主決定療法：大部分的人都回答「是」，但是真正得了癌症的患者卻回答「否」。真實情況時常不如我們所想像的有吸引力，而在攸關生死的事上，做選擇造成了沉重的壓力。

因此，選擇的確帶來不少好處，但科學家和一般民眾都錯誤地認為，既然擁有「一些」選擇是好事，想必選擇越多就越好。然而「選擇過多」效應告訴我們，更多選擇並沒有讓生活變得更幸福快樂。

是否存在一個剛剛好的選擇數量，使我們能夠在不付出代價的情況下獲得好處？出乎意料的是，這方面的研究並不多。曾有研究者做了一項實驗，在桌上擺了各種款式的筆，每支售價皆為一美元，兜售對象為學生。在研究者的操弄下，桌上有時只有幾種選擇，有時多達 20 種。最後發現，當人們面對 8 至 10 種選擇時，購買頻率最高。因為選擇太少就挑不到喜歡的筆，而選擇太多又會不知所措而無法抉擇。那麼，我們是否能據此結果推估，在任何需要做決定的事情上，選項的理想數量落在 10 左右？絕非如此。這視領域而定，有的選擇越多越好，而有的則不要太多。也有在同一個領域，有些人希望選擇多一點，也有些人希望選擇少一點。而且證據表明，當人們確切知道自己要的是什麼，選擇再多也不成問題，因為如果有大量選擇，就更容易找到自己想要的東西，但是如果選擇有限，通常就比較難滿足自己的需求。

要享有選擇的好處，又不被選擇淹沒，就必須學會取捨，把精力集中在真正重要的決定上，就算可能因此而錯過其他機會。決定何時該做選擇，何時該放棄選擇的機會，或許正是我們需要做的最重要的選擇。

——本書摘自《選擇的弔詭》，2023 年 11 月，一起來出版，未經同意請勿轉載。