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「千足蟲」馬陸,真的有 1000 隻腳嗎?

李鍾旻_96
・2022/02/02 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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每個人應該都見過馬陸,但肯定幾乎沒有人會願意去細數馬陸共有多少隻腳。

「馬陸」指的是倍足綱的節肢動物,我們在山區潮濕的環境、落葉堆裡、石頭下,都有可能會發現這群外表細長圓筒狀的動物。

比如說,你若在台灣北部的郊山健行遊玩,便常有機會遇到福爾摩沙山蛩(Spirobolus formosae formosae)這種馬陸。福爾摩沙山蛩屬於本土馬陸中的「大傢伙」,體長可達 10 公分,並且牠們的數量不少,是相當容易引人注目的種類。

福爾摩沙山蛩,台灣北部低海拔山區常見的大型馬陸,多棲息在森林邊緣。體色黑且體表具有許多紅色環紋,有時可發現牠們在樹幹、枯木或潮濕的地面活動。圖/作者提供

全世界已知的馬陸至少有 10000 種,壽命一般介於 1~10 年之間。大部分的種類行動遲緩,喜歡棲息在潮濕陰暗的隱蔽環境,但也有少部分種類能適應較乾燥的環境。

馬陸通常會在土壤表面穿梭,以死亡的植物殘骸、落葉等腐敗的植物性成分為食。部分種類的馬陸還能取食真菌、吸食植物汁液,而世界上也有少數雜食性的馬陸會取食動物殘骸。

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有些馬陸偶爾也出現在我們的生活中。像是擬旋刺馬陸(Pseudospirobolellus avernus)這種體長小於 3 公分的馬陸,有時便會沿著門縫、窗縫爬進潮濕的地下室或低樓層的住家。我們所栽種的盆栽,或者花市買來的培養土也可能因夾帶了特定馬陸的卵而導致牠們出現在室內。

擬旋刺馬陸,外觀紅褐至深紫色,分布台灣平地及低海拔地區,多棲息於土壤表面,有時會經由門窗縫隙爬進建築物內。圖/作者提供

名符其實的「千足蟲」?

馬陸是節肢動物中,足的數目最多的一群。或許部分人對馬陸這類「腳太多」的生物總有莫名恐懼感,特別是體型較大的種類,一些人見到牠們會感到心裡不太舒服。

但是關於馬陸的「腳」,確實是很有意思的一件事。應該很多人都聽過,馬陸又有「千足蟲」之稱。馬陸的英文名稱 millipede 源自拉丁文,其中milli 意指「千」,而 pede 則意指「足」。但牠們真有 1000 隻腳嗎?還是說,只是個誇大的形容而已?

先來認識一下馬陸身體的基本組成。馬陸的軀幹擁有眾多的體節,大部分的馬陸,體節數目一般在 20~100 之間。除了身體前端及末端的少數特定幾節外,大部分的體節,每節均長有 2 對纖細的腳。

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馬陸的軀幹確實長有非常多腳,然而大部分的馬陸,腳的數量大約介於 40~200 對之間。也就是說,許多馬陸其實只有 80~400 隻腳。以往人類的認知裡,僅有極少數的物種,會擁有超過 700 隻腳。

舉例來說,產於非洲的非洲巨馬陸(Archispirostreptus gigas),這種馬陸被認為是體型最大的馬陸,體長可達 30 公分,牠身上的腳總計大約在 256 隻上下。由此可見,體型與腳的數目未必是成正比的。

非洲巨馬陸體長約20~30公分,是目前全世界已知體型最大的馬陸,分布肯亞、坦尚尼亞等國家。圖/Wikipedia

直到 2020 年時,澳洲的生物學家在澳洲西部地下 15~60 公尺處的礦區,發現了一種前所未有,腳的數量「破紀錄」的馬陸,牠亦讓「千足蟲」的名號不再是言過其實!

這種馬陸身體纖細而無眼,學名被命名為 Eumillipes persephone。在採集到的樣本中,其中一隻體型最大雌性個體體長約 9.5 公分,身上具有 330 個體節,1306 隻腳(653 對腳),被證實為目前地球上擁有最多腳的物種。而學名中 Eumillipes 的涵義便是「真正的千足蟲」,persephone 則指的是希臘神話中的冥后波賽芙妮(Persephone),象徵這個物種長期棲息在地下深處。

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目前推測,這種馬陸細長的身體比例可能有利於在地底環境活動。並且,由於馬陸這類動物的身體體節並非終生固定,體節及足的數目往往會隨著蛻皮成長而持續增加,因此 1306 這個數字很可能還不是這種馬陸足數目的上限值。

澳洲發現的馬陸 Eumillipes persephone,體色淺,牠不僅身為腳最多的馬陸,更是目前地球上已知腳最多的動物。圖/WIikipedia

當馬陸在鐵軌上橫行

雖然馬陸往往行動緩慢又棲身在暗處,然而在某些地區,馬陸的數量與行為曾造成災難般的問題。相當有名的例子就是阻礙交通!

日本有一種會週期性大發生,俗稱「火車馬陸」(Parafontaria laminata armigera,キシャヤスデ)的種類,當這種馬陸數量多時,曾一度大量群聚在日本中部鐵路,導致鐵軌幾乎被淹沒,更迫使火車班次延後或停駛。

日本新聞台對火車馬路的報導。

澳洲過去也曾發生過相似的案例,在當地屬外來入侵種的葡萄牙黑馬陸(Ommatoiulus moreleti)也會爬上鐵軌。當火車輾過大量的馬陸,牠們流出的黏稠體液便有可能引發出軌事故,使得部分列車班次必須緊急取消。當然,數量龐大的牠們,有時也會爬進房屋,造成人們生活上的困擾。

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在台灣,常見的粗直形馬陸(Orthomorpha coarctata),在戶外有時能觀察到多達數百隻個體聚集的壯觀現象。幸好,牠們一般只在潮濕的土壤環境出沒,偶爾可能在建築物周圍活動,目前沒有發生過影響交通安全的重大事件。

粗直形馬陸,外觀深褐至黑色,身體側方具凸出的黃色板片。台灣平地及低海拔地區常見,有時會在一些潮濕地表環境成群出現。圖/作者提供

還是分不清馬陸跟蜈蚣嗎?

有些人或許會把倍足綱的馬陸,與分類上屬於唇足綱的蜈蚣混淆,但兩者之間其實有很大的不同,特別是足的數量。馬陸大部分體節各有 2 對足,蜈蚣則是大部分體節各有 1 對足。蜈蚣足的數量一般介於 21~23 對之間,數目也遠低於馬陸。另外,馬陸身體大多呈圓筒形,蜈蚣則身體較扁平。

馬陸不像蜈蚣那樣具有能用於攻擊的鉤狀毒鉤,因此幾乎不具危險性。但是當馬陸受到驚擾時,通常身體會捲曲成近似圓盤狀或球狀,並分泌出有異味或具刺激性的化學物質,藉以保護自己。除了部分馬陸的分泌物可能對人的皮膚造成刺激感,大部分常見的馬陸屬於無害的動物。

圖為護卵中的蜈蚣。可以觀察到蜈蚣大部分體節各有 1 對足, 且第一對足進化成鉤狀的毒鉤 。 圖/WIKIPEDIA

事實上,也有一些體型大或外觀特別的馬陸在市場上流通,為特定大眾眼中受歡迎的珍奇寵物。體型碩大且飼養難度不高的非洲巨馬陸,便是相當受人喜愛的種類。人為飼養下,非洲巨馬陸可存活約 5~10 年。

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另外像是福爾摩沙山蛩、琉球帶馬陸(Riukiaria sp.)等具有特殊體色或花紋的種類,因為被認為具有觀賞價值,也有不少人飼養。

琉球帶馬陸,外觀淡黃色,可發現於台灣中低海拔的森林環境。圖/作者提供
  1. First-Ever ‘True’ Millipede With 1,306 Legs Discovered Deep Underground in Australia
  2. The first true millipede—1306 legs long
  3. Every 8 Years, Swarms of Millipedes Stop Trains in Japan. Scientists Finally Know Why
  4. Amy Stewart. 2011. Wicked Bugs: The Louse That Conquered Napoleon’s Army & Other Diabolical Insects. Algonquin Books.
  5. 何淑鈴、王淑玉。2009。《馬陸 停看聽》。台北市教師研習中心。
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李鍾旻_96
7 篇文章 ・ 8 位粉絲
目前大部分時間都在觀察、寫作和拍照,曾獲金鼎獎兒童及少年圖書獎、世界華人科普新秀獎、人與自然科普寫作桂冠獎等。著作:《台灣常見室內節肢動物圖鑑》(2021)、《自然老師沒教的事6:都市昆蟲記》(2015)。

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伺服器過熱危機!液冷與 3D VC 技術如何拯救高效運算?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/11 ・3194字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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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。

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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?

為什麼電腦在運算時溫度會升高呢? 圖/unsplash

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。

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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。

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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?

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液冷與 3D VC 散熱技術:未來高效散熱方案解析

除了風扇之外,目前還有哪些方法可以幫助電腦快速散熱呢?圖/unsplash

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。

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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。

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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。

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