0

3
0

文字

分享

0
3
0

「貓的 20 種叫聲研究」搞笑諾貝爾獎帶你揭開貓狗的真面目!(上集) ft.曾柏諺【科科聊聊 EP67】

PanSci_96
・2021/11/19 ・2830字 ・閱讀時間約 5 分鐘

泛泛泛科學 Podcast 這裡聽:

「喵星人」的心思總是太難猜,連叫聲也很費解,鏟屎官們是否常常誤觸地雷?2021「搞笑諾貝爾」特輯第二彈由 y 編與泛科學作者曾柏諺,解析今年生物學獎的得獎研究:「貓咪如何以 20 種叫聲與人類溝通」。各位貓奴們,來學習聽懂主子的命令吧!

兩人也將從「狗派」與「貓派」的角度,分享各式阿貓阿狗的趣味研究,重新認識貓咪表情與小狗眼神的意涵,了解他們究竟代表安全、焦慮還是逃避型依戀?揭開毛小孩的真面目,就在本集!

圖/Pixabay
  • 01:46 原來泛科學是貓派集合地

「你是貓還是狗派?」向來是最受歡迎的人類二分法,理論上這兩派的人數應該要差不多,不過根據泛科學官網的數據顯示,貓類文章的流量,長期以來都比起狗類文章高出許多,這個現象一直是 y 編心中的不解之謎。然而,y 編也分享到自己身為「狗派」是出於理性的選擇,柏諺則是因為小時候曾被校狗追咬,而由「狗派」轉為「貓派」。

  • 08:14 如何歸結出 20 種叫聲?

本次獲得「搞笑諾貝爾」生物學獎的瑞典學者舒茲(Susanne Schötz),從語音學角度研究,針對 40 隻貓 780 餘次的叫聲,歸結出「貓咪如何以 20 種叫聲與人類溝通」,替各位貓奴們解解惑。「語音學」(Phonetics)主要研究人類如何使用不同器官與部位,發出相異頻率、時長、振幅的聲音,組成日常表達的字詞以傳遞訊息。而舒茲即是以此種方式,研究貓叫聲的頻率、音色等差異,藉以了解「貓語」的奧妙。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

延伸閱讀:鏟屎官們聽令!貓咪如何透過 20 種叫聲支配人類?【2021搞笑諾貝爾-生物獎】

  • 12:46 療癒「呼嚕聲」代表貓咪心滿意足

節目中,也特別播放舒茲研究中的幾種貓咪聲音。「呼嚕聲」與「友善的顫音」,皆屬於貓較平靜與和善時的叫聲。柏諺以養貓經驗說明,發出「呼嚕聲」時,貓多半處於舒服放鬆,或身心感到滿足時的狀態,例如:舒適午後被主人按摩撫摸時,可能會發出此聲響;「友善的顫音」則可能是貓對某事物產生好奇時,像看見窗外鴿子時,較有可能會製造的聲音。

  • 15:38 發出「引擎發動聲」是要大爆發了嗎?

當貓發出有敵意的「咆嘯聲」時,柏諺形容很像「引擎準備發動」的聲音,而前述的「呼嚕聲」則較接近人類打呼或者「引擎怠速運轉」的聲響;另外一種表現警告的「嘶嘶聲」,則可能是遇見陌生事物,嚇到毛豎起來時會出現的聲音。相對於狗較與人親近,柏諺也形容貓與人的關係更像是室友,平常較不會有那麼多「碎念」。

  • 19:00 貓語研究 VS. 喵說 APP

本項研究中,舒茲請貓的飼主將攝影機戴在頭部,以第一人稱視角,紀錄貓所經歷的各種生活情境,歸結出貓在「尋求關注、感到滿足、不滿、覺得有壓力」四種向度時,會產生相異的聲調,當情緒處於前兩者較正面時,語調會相對上揚,情緒處於後兩者較負面時則會下降。

然而,亞馬遜「Alexa」的前工程師 Javier Sanchez ,曾在去年開發 APP「喵說」(MeowTalk),同樣蒐集貓在不同情境下的叫聲,讓機器歸結出 13 種不同的「貓語」。最終讓使用者可透過 APP 判斷自錄的貓語意涵。雖然以上兩種判斷貓語的方式,都還無法完整詮釋貓想表達的內容,但仍可初步判斷貓的情緒狀態。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 22:38 貓語行不通,看表情可嗎?

加拿大貴湖大學(University of Guelph)曾進行研究,找來 6000 位受試者觀看貓的影片,抽掉聲音及背景雜物等資訊,僅讓受試者從貓咪表情,判斷其情緒是正面或是負面。結果顯示,受試者的答題正確率僅有 59%,顯示貓的「高深莫測」並非僅是傳言,不過仍有 13% 的人表現特別好,答題正確率落在 75% 以上。

延伸閱讀:原來貓咪有表情,只是鏟屎官看不懂?

  • 24:38 貓狗對人的依戀程度其實差不多

另一項動物實驗,動物學家 Kristyn Vitale 分別針對 38 隻貓、59 隻狗,讓飼主離開貓狗所處空間,隔兩分鐘後再回原位,觀察貓狗對此的反應,判斷牠們對人是屬於「安全性依戀」,還是「不安全性依戀」(包含逃避與焦慮兩類型)。根據實驗結果,65.8% 的貓屬安全性依戀,34.2% 屬不安全性依戀,狗的數據則分別為 64.3% 及 35.7%,顯示兩者對人的安全依戀率,其實非常相近。

延伸閱讀:各位貓奴們看過來!該如何知道家裡的寵物是哪種依戀風格呢?

  • 29:25 小狗眼「確認過眼神」的小心機

相對於貓的表情難以解讀,近年多項研究皆指出,狗會透過挑眉、眼睛往上看、吐舌頭等,積極表現臉部表情,以獲得人類的關愛及照顧,令 y 編在看完研究文章後,開始對狗的「小狗眼」表情有戒心。柏諺也說明,狗與貓對人的互動反應如此不同,源於狗或狼皆屬群居動物,懂得與周遭群體交流,相對而言貓可能僅有繁殖或必要時才會群聚,顯得較獨來獨往。

延伸閱讀:確認過眼神,臉上多兩條肌肉讓狗狗賣萌無辜動人

  • 33:55 多挑幾次眉比較容易被帶回家?

英國學者 Bridget Waller 的研究中,拍攝 29 隻狗與研究員的互動,紀錄分析狗的表情、搖尾巴時長、從籠內靠近人的時長,以及被領養前待在收容所的天數。最終得出的結果顯示:狗在兩分鐘內做 5 次挑眉的動作,待在收容所的平均時間為 49.83 天;挑眉 10 次,時間縮短為 34.88 天;挑眉 15 次,則再減少至 28.31 天。而「搖尾巴的時長」則與被領養天數較無關,也顯示出狗的臉部表情,更有助於牠們博得人類歡心。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 38:50 沒有小狗眼的竟是「月月」

另一位英國學者 Juliane Kaminski 曾解剖 4 匹狼、6 隻狗,發現狗的眼睛內緣上方,皆有一條發達的「內側提眼角肌」(levator anguli oculi medialis muscle, LAOM),讓狗狗得以擠出彷彿隱藏在皮毛之下的內眉毛(inner eyebrow),因此能使用「小狗眼」對人類擠眉弄眼,而狼則沒有這條肌肉。不過,眾人喜愛的「月月」哈士奇,同樣也沒有此條肌肉,研究者猜測可能因是他們為較古老的犬種。

柏諺也特別解釋道,狗並非直接由狼所演化,而是約三萬三千年前,狼與狗的通同祖先,所分支出的後代。某一群可能對人較友善,攻擊性較低,且消化道能適應人的食物,因此被馴化成狗;另一群可能維持其狩獵習慣,成為今日我們所認識的狼。

搞笑諾貝爾歷年的得獎研究,貓狗主題佔了大宗。上集介紹了貓語,以及柏諺補充的小狗眼神研究,我們下集就來細數更多更奇葩的阿貓阿狗研究吧。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
PanSci_96
1293 篇文章 ・ 2683 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
249 篇文章 ・ 320 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

6
2

文字

分享

0
6
2
【貓奴指南】把「貓界大麻」貓薄荷抹在身上,除了方便吸貓/給貓吸還有什麼作用?
PanSci_96
・2024/02/20 ・512字 ・閱讀時間約 1 分鐘

為什麼貓這麼喜歡貓薄荷呢?

原來是貓薄荷裡的荊芥內脂導致貓咪吸了貓心大悅,不住翻滾、流口水、打呼嚕。

但是,貓薄荷不是對所有貓都有用。不到六個月的小貓似乎不會有反應,而且有的貓喜歡,有的貓不喜歡……咦,這還和遺傳有關係嗎?

想要同時驅蚊,又讓貓貓情不自禁饞你身子嗎?那你一定要試試貓薄荷!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

荊芥內脂不只會讓貓咪快樂似神仙,也會活化蚊子體內的受體蛋白,接觸到的蚊子會產生搔癢和刺痛感。哈哈小蚊子,你也來嘗嘗癢癢痛痛的痛苦!

給你的貓貓來點刺激的快樂草吧!

延伸閱讀

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

PanSci_96
1293 篇文章 ・ 2683 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

3
0

文字

分享

0
3
0
鑑識故事系列:狗咬狗,滿嘴…mtDNA
胡中行_96
・2023/08/14 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

愛犬慘死,兇手逍遙法外。縱然不是每個人都如電影《捍衛任務》的 Johon Wick,身懷絕技,謀求私刑正義;[1]透過科學管道,至少可以討個答案,獲得心靈平靜。義大利某隻母的傑克羅素㹴(Jack Russell Terrier),橫屍寵物旅館的院子,得年 8 歲。犬舍的網子破裂,有向內拉扯的痕跡。寵物旅館老闆養的3隻荷花瓦特犬(Hovawart),嫌疑重大;然而事後到場的獸醫,卻認為野生狐狸或海狸才是罪魁禍首。傑克羅素㹴的主人心有不甘,遂找上波隆那的一所動物疾病預防研究機構(L’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia-Romagna)。[2]

非當事傑克羅素㹴。圖/Oskar Kadaksoo on Unsplash

解剖狗屍

這隻傑克羅素㹴死後,在日均溫 7 °C 的環境,被擱置 18 到 20 個鐘頭。接著於 − 18 °C 的冰庫裡,凍了 1 個月,才被研究機構拖出來驗屍。從外觀看來,牠生前的健康狀況良好。不過,毛皮沾血,且有 14 道 7 至 10 公厘,略呈橢圓,邊緣清楚的咬傷,分佈於頸、肩、胸、肋弓、大腿(照片)和鼠蹊。另外,腰部還有個 10 公分長,2.5 公分寬的大傷口。剝掉狗皮後,可見創傷頗深:左邊頸、胸的肌肉浸潤於血中;胸腔與腹腔內,也有輕微出血;肋間肌、肋膜及腹壁穿孔;並有一根肋骨骨折。綜合以上,牠顯然死於咬傷穿透胸部,[2]使空氣在肋膜腔中累積而壓迫肺臟,[3]所導致的氣胸(pneumothorax)。[2]那麼究竟是什麼動物如此殘暴?

nDNA vs. mtDNA

兇手遺留在死者身上的 DNA,是指認身份的好線索。[2]細胞中的細胞核(nucleus)和粒線體(mitochondria)都含有 DNA,[4]分別簡稱為 nDNAmtDNA,兩者並不相同。以人類為例,前者包含從雙親得來的 2 至 3 萬個基因;後者則有 37 個,主要遺傳自母親。[5]分析 nDNA 的短縱列重複序列(short tandem repeat;STR),也就是一些鑑別度高的小片段;[4]或是單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism;SNP),即DNA序列中單一鹼基的變異,[6]便能辨識個體。[2]

以此案來說,最理想的作法,當然是從㹴犬身上的咬傷取樣,分析 nDNA,再比對兇嫌的樣本。可惜屍體於運送的過程中,大概已經受到汙染,驗了也未必準確。再加上寵物旅館的老闆,絕不可能讓3隻荷花瓦特犬配合調查,這個辦案方向根本毫無希望。[2]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

好在天無絕人之路,數根 5 到 10 公分不等,顏色有深有淺的毛髮,不僅卡在死者的牙縫裡(照片),還纏於腳掌上。它們出現的位置奇怪,長得又跟梗犬的不同,或許正是來自兇手。儘管鑑識採集的毛髮時常不帶毛囊,[2]而髮幹的 nDNA 含量又極低,不過會有相當充足的 mtDNA,[7]可以辨識物種。於是,鑑識人員挑了最長又最完整的 4 根送驗。[2]

死者的腳掌,纏著兇嫌的毛髮。圖/參考資料 2,Figure 3(CC BY 4.0)

狼 vs. 犬

毛髮 mtDNA 分析的結果,顯示其來源非狼即犬,才不是獸醫瞎說的狐狸或海狸。如果進一步由傷口位置,回推攻擊方式,嫌疑範圍又會縮得更小:[2]

(Canis lupus)作為掠食者,攻擊講求效率。最好不太耗費能量,便獵得豐美肉食。特別是遇到傑克羅素㹴,這種小型犬的時候,會朝頸部直接咬死,然後狼吞虎嚥。此外,該寵物旅館附近,沒有狼出沒。[2]

相對地,(Canis lupus familiaris)打起架來,才會全身從頭到尾胡亂咬。好不容易把對方搞癱了,卻放著全屍一口沒吃。因此,本案的兇手應該是中、大型犬,而且當時有機會與死者接觸的,唯有那 3 隻毛髮長度和顏色,與證物完全吻合的荷花瓦特犬。[2]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
非當事荷花瓦特犬。圖/Oxborrow on Wikimedia Commons(Public Domain)

身後貢獻

鑑識團隊完成狗主人託付的任務後,撰文介紹將 mtDNA 的細胞色素 b 基因(cytochrome b gene),放大並定序,最後確認物種的細節。[2]雖然不曉得他們的努力,是否有助司法公道,但是好歹已為學術研究貢獻心力。天下蒼生多少默默無聞,死後被立碑著傳的又有幾個?一隻備受寵愛的傑克羅素㹴,能榮登學術期刊,也算不枉此生。

  

參考資料

  1. John Wick’. IMDb. (Accessed on 02 AUG 2023)
  2. Roccaro M, Bini C, Fais P, et al. (2021) ‘Who killed my dog? Use of forensic genetics to investigate an enigmatic case’. International Journal of Legal Medicine, 135, 387–392.
  3. McKnight CL, Burns B. (15 FEB 2023) ‘Pneumothorax’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. Department of Emergency Services and Public Protection. ‘Nuclear DNA’. U.S. Connecticut’s Official State Website. (Accessed on 01 AUG 2023)
  5. Storen R, Smith E. (11 JUN 2021) ‘Mitochondrial donation in Australia.’ FlagPost by Parliament of Australia.
  6. Gunter C. (01 AUG 2023) ‘Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)’. U.S. National Human Genome Research Institute.
  7. Tridico SR, Koch S, Michaud A, et al. (2014) ‘Interpreting biological degradative processes acting on mammalian hair in the living and the dead: which ones are taphonomic?’. Proceedings of the Royal Society B, 2812014175520141755.
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
胡中行_96
169 篇文章 ・ 68 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。