寶貝兒，你看哪兒呢?

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。

雖然今年才過一半，但如果要討論今年最熱門的「狗發現」，莫過於英國樸茨茅斯大學 Juliane Kaminski 所發表的論文了──「小狗眼神」的確存在。

Juliane Kaminski 透過解剖發現，在狗的眼睛周圍比狼多出了兩條肌肉，使得狗狗可以使出超級無辜的小狗眼神，讓人母愛大爆發。不過 Juliane Kaminski 好端端的，沒事去切什麼狗呢？這一搞不好可是會暴動的呀！

牠的表情，只為吸引你注意

故事還要從 2017 年說起，那一年 Juliane Kaminski在《科學報告（Scientific Reports）上發表的論文中，發現了狗狗超級會看人臉色。

Juliane Kaminski 在這篇論文中，以研究員面向或背向狗狗、手上有無拿食物等條件，觀察狗狗對不同動作的實驗者有什麼反應？在統計了 24 隻狗狗後發現，狗狗對於研究員的注意力程度（attentional state）極度敏感，當研究員面向狗狗的時候，狗狗的臉部表情相當積極表現，遠比其他實驗條件下豐富──尤其是「挑眉」（inner eyebrow raise）與「吐舌頭」的表情更是明顯。

過去人們總認為，動物臉部的表情不僅呆板，還不由自主的反映著心中情緒，並不會用於主動溝通上──但是近年來我們早在大猩猩（Gorilla gorilla gorilla）身上發現，牠們也會如同人類一般會利用臉部表情進行溝通；另一個例子更跨到了馬來熊（Helarctos malayanus）身上，同樣是來自樸茨茅斯大學大學的Derry Taylor團隊，也在今年三月的《科學報告》（Scientific Reports）上，發表了他們在婆羅洲馬來熊保育中心（Bornean Sun Bear Conservation Centre）的研究：馬來熊會精準的互相模仿玩伴表情。

顯然生物學一再告訴我們，事情沒有那麼簡單。

Juliane Kaminski 在 2017 年的這篇研究裡也強調，統計顯示研究員手上有沒有拿食物並沒有影響，這打破了過去人們認為狗狗的積極表現是出自於食慾的誘惑，真正有影響的是眼神的接觸。

確認過眼神，催產素上升

而人犬之間的眼神凝視重要性，早在 2015 年由日本麻布大學的菊水建史發表過論文證實。

菊水建史的研究指出，當飼主與寵物犬凝視的時候，彼此體內的催產素濃度都會上升。催產素何許物也？催產素是由下視丘分泌，影響情感的一重要激素，舉凡分娩、性行為、情侶熱戀、母子溫情、同伴信任、同儕關係等，都受到催產素濃度影響。甚至有人給它一個別名──愛的荷爾蒙。

菊水建史請來 30 位犬飼主與 11 位狼飼主，並測量飼主與寵物尿液中催產素的濃度。接著，請飼主與寵物（狼或狗）互動三十分鐘，研究者在旁記錄飼主與寵物間的凝視、說話與碰觸等動作，並在活動結束後再次測量催產素的濃度。

結果發現，唯有凝視的時間長短，足以解釋催產素在互動前後的濃度變化──凝視的時間越長，彼此體內的催產素濃度就越高。當狗狗與飼主互動後，體內的催產素濃度約上升了 130%，而飼主體內的催產素濃度更是一舉上升了 300%；至於狼與飼主的組別呢？狼根本不太愛瞧著飼主，數據也就毫不顯著啦。

就像個小孩，獲得了寵愛

不過為什麼與狗狗眼睛對望，會讓我們分泌催產素，感到一陣幸福呢？或許我們可以從 Bridget M. Waller 在 2013 年發表在《公共科學圖書館：綜合》（PLoS one）的文章尋找答案。此發表中指出，幼態成熟（paedomorphism）或許是諸多狗之所以馴化的假說中，最引人注目的一個。

所謂幼態成熟，指的是某些物種在發育成熟過程中，保留了幼年期的身體特徵。舉例來說，人類的身體四肢相較於其他靈長類動物發育要緩慢，使得人類維持了「幼年靈長類」的頭身比例；而以水族市場上很熟悉的六角恐龍（墨西哥鈍口螈 Ambystoma mexicanum）來說，其他種類蠑螈的成熟過程會將幼年期的外鰓吸收退化、改為以肺部與皮膚呼吸，但六角恐龍達到性成熟時仍保留了幼體特徵的外鰓。

而關於狗的馴化由來，有一個假說是這麼說的──狗其實就是幼態成熟的狼。相較於狼種，狗在馴化過程中，不論是短縮的鼻吻、較寬的頭蓋骨（cranium）、甚至是搖尾巴的行為，在野生的狼身上都較常出現在幼狼時期，不過狗卻將這些特徵延伸到了成犬階段。

這麼做有什麼好處呢？還真有。由於較短的鼻吻、較寬的頭蓋骨、挑眉所帶來的放大眼睛效果，都與人類嬰兒的型態不謀而合。這類似的臉部組成，激發了史上第一位狗奴才的母愛，也翻開了人犬互動的第一頁。

Bridget M. Waller在論文中從收容所拍攝了 29 隻狗與人類的互動，在實驗中研究員走入籠中狗狗所在的房間，在站籠子前伸出一隻手，並拍攝下 2 分鐘的影片。針對每段影片，研究人員分析狗狗的臉部表情、搖尾巴持續時間、在籠中靠近眼前人類的時間長短──以及狗狗最終在被領養前，在收容所待了多久。

結果出爐，根據統計所得數學公式，如果狗狗在兩分鐘內做了 5 次挑眉的動作，牠們在收容所平均停留的時間為 49.83 天；而如果狗狗在兩分鐘內做了 10 次挑眉動作，時間則縮短為 34.88 天；當次數來到 15 次時，時間則落在 28.31 天內──雖然隨著次數增加也浮現了邊際效應，不過顯然，豐富的臉部表情有助於狗狗博得人類歡心！

出乎意料的是，原本認為代表友善的「搖尾巴」，卻與停留在收容所的時間長短沒有什麼相關，這也再度佐證了「挑眉」是一項多麼強大的人擇壓力。

大眼睛挑眉頭，狗狗這樣賣萌

在理解「賣萌」是多麼有效的招數之後，科學家可就好奇起來，既然狼、犬之間在表情上差異如此顯著，那麼是否有著紮實的生理證據呢？別急，這不是「切」回主題了嗎？

Juliane Kaminski 在 2019 的論文中解剖了 4 狼 6 犬（個別是米克斯、拉不拉多獵犬、尋血獵犬、西伯利亞哈士奇、吉娃娃與德國牧羊犬），發現所有狗狗在眼睛內緣上方，都有一條發達的「內側提眼角肌」（levator anguli oculi medialis muscle, LAOM），正是這條肌肉讓狗狗得以在眼睛上方擠出一條，彷彿隱藏在皮毛之下的內眉毛（inner eyebrow）；而狼在相同的生理位置上，卻只有稀疏薄弱的一些肌纖維，以及大量的結締組織而已，根本無法利用這些組織「進行一個挑眉的動作」。

無獨有偶，狗狗在眼睛外側還有一條眼外拉伸肌（retractor anguli oculi lateralis muscle, RAOL），雖然這條肌肉是狼、犬皆有，不過在狗身上可要發達多了。藉由這條肌肉，狗狗可以進一步將周圍肌膚往外拉，這一睜眼睛可又更大了。

不過弔詭的是，這條 RAOL 唯獨在哈士奇身上不見，雖然 Juliane Kaminski 認為，這是因為哈士奇是較為古老的犬種之故，不過可別忘了──在遺傳分析上並沒有哪一種狗的親緣關係，比起其他種狗更接近狼。

這是因為狗並不是直接由我們今天在野外看到的狼演化而來，而是在約三萬三千年前，某一種狗與狼的共同祖先，分出幾支有些相異的後代。這些後代一支逐鹿山野，成了今天我們所看到的狼；另一支則跟隨人類的腳步，逐漸被馴化成了狗。

這就好比與兄弟各自成家立業，但各自小孩去討論誰與叔叔比較像並沒有意義，因為「姪子們與叔叔的距離」都是相同的。回到狼、犬身上，我們也只能說「某一種狗保留了與狼最多的共同祖先特徵」，並無法宣稱哪一種狗在親緣關係的演化時序上，更接近狼一些。

依據中國昆明動物研究所王國棟2015年發表在《細胞研究》（Cell Research）的研究所示，東南亞的鬆獅犬、秋田犬與沙皮狗等品種，是目前與狼最接近的基礎種群。

如果從這個結果反觀 Juliane Kaminski 的研究，就顯得 Juliane Kaminski 所採取的六種品種狗有些不足──是否缺乏RAOL的情況只在哈士奇身上？同為雪橇犬的阿拉斯加雪橇犬（Alaskan Malamute）、薩摩耶犬（Samoyed）是否也需要檢視？更加古老的東南亞犬種需要納入考量嗎？

進一步思考，哈士奇是從未演化出 RAOL？還是在後來的培育過程中丟失了？人們當初在培育哈士奇的時候，主要以「工作犬」導向選拔，那麼對於眼睛的人擇壓力還強烈嗎？大眼睛對於在雪地奔跑是有助益的特徵嗎？或許我們需要的證據還遠遠不夠。

回到 Juliane Kaminski 論文的下半場，研究團隊另外觀察了 9 匹狼、27 隻狗與人類的互動。研究員同樣以 2 分鐘的影像拍攝，在籠中的狼與狗對眼前的人類有何反應？結果並不意外，狗做出挑眉動作的強度與頻率，要遠遠高過於狼。

至此故事也大約有個輪廓了，Juliane Kaminski 的團隊認為，狗將眼角拉起的舉動：

• 一來可以放大眼球在臉部的比例，形成猶如人類嬰兒的臉部組合，誘發人類產生照顧欲望（nurturing response）；
• 二來提高內側眉毛的臉部動作，也恰如人們悲傷時的表情，更進一步激起了人們的憐憫；

而拉開眼球週邊肌肉，露出更多眼白，則又如視覺合作假說（cooperative eye hypothesis）所說──人們在溝通時因看見對方眼神所向、獲知對方意圖，因而博得信任感。是以我們回望演化之路，似乎暫時有了這麼一個答案：

狗狗遠祖在肌肉上的突變，無意間取得了人類好感，不僅興起照顧慾望，也引發了對這個物種的偏愛。

不過，貓呢？或許跟寄生蟲有關吧。

參考資料

• Kaminski, J., Hynds, J., Morris, P., & Waller, B. M. (2017). Human attention affects facial expressions in domestic dogs. Scientific reports, 7(1), 12914.
• Nagasawa, M., Mitsui, S., En, S., Ohtani, N., Ohta, M., Sakuma, Y., … & Kikusui, T. (2015). Oxytocin-gaze positive loop and the coevolution of human-dog bonds. Science, 348(6232), 333-336.
• Waller, B. M., Peirce, K., Caeiro, C. C., Scheider, L., Burrows, A. M., McCune, S., & Kaminski, J. (2013). Paedomorphic facial expressions give dogs a selective advantage. PLoS one, 8(12), e82686.
• Wang, G. D., Zhai, W., Yang, H. C., Wang, L., Zhong, L., Liu, Y. H., … & Irwin, D. M. (2016). Out of southern East Asia: the natural history of domestic dogs across the world. Cell research, 26(1), 21.

每次看到毛小孩水汪汪的眼神，你的心是不是都被融化了呢？那種不需要語言就可以傳遞的情感連結常常讓人感動地無以復加，不過啊，各位大大以後可以稍微冷靜一點了，因為其實隔壁棚的山羊也可以做到這件事（？）

是不是好夥伴？看牠的眼睛就知道

《小王子》的狐狸曾經說過，馴養便是建立關係，而如果用更精確一點的說法解釋，我們可以將馴養定義為：動物或植物族群逐漸受人類利用與掌控的過程。[1]

「假如你馴養我，我們就彼此互相需要。你對於我將是世界上唯一的，我對於你也將是世界上唯一的……」──聖修伯里《小王子》

在馴養的過程中，動物的認知和行為都會因此改變，其中，最為人所知的例子便是狗（Canis lupus familiaris）與狼（Canis lupus）的不同。雖然兩者同屬犬科動物，但只有狗兒會使用指示性和意圖性的方式與人類溝通，這是因為在馴化的過程中，犬科動物的大腦已有所改變，讓牠們擁有了這種能力。

不過，我們要怎麼確認這種溝通的能力呢？科學家嘗試運用「無解之題」（unsolvable problem）來作為測試的依據，實驗讓狗面臨自己無法解決的問題，並觀察牠們是否會嘗試與人類進行溝通。

那麼，除了狗以外的動物呢？科學家經過許多實驗發現：人們較熟悉的伴侶動物（指以陪伴為目的被飼養的動物）裡頭，狗和馬都會透過眼神和人類進行溝通以尋求協助。研究人員觀察到狗與幼兒都會察覺實驗者的注意力方向，並在面對無解之題時增加眼神接觸。而「察覺人類注意力」的這項技能，馬兒做起來也是得心應手，不過，可不是所有伴侶動物都喜歡跟人類用眼神溝通，像喵星人就不喜歡眼神接觸，這與牠們傲嬌屬性的角色設定可說是不謀而合。

山羊大大也會看人嗎？

從前的動物溝通實驗常常將對象鎖定在伴侶動物，那麼，被 養肥了下酒的 雞鴨魚豬牛等等食用動物呢？

為了解開謎底，科學家特別針對山羊進行實驗。實驗在「山羊樂園」（Buttercups Sanctuary for Goats）進行，總共找了 34 隻成年羊（17 隻雌羊、17 隻閹公羊），樂園裡的這些山羊與人類之間經歷過許多正向的互動；在實驗之前，樂園裡的員工和志工都會固定照顧山羊，牠們也可以自由取得自己想要的食物。

在正式實驗之前，山羊們先歷經了「取食練習」：在練習場地的正中央，有一塊稍高於其他部分的木板，而兩名參與實驗的人員則會分別站木板旁邊（實驗員 A ）以及距離木板 250 公分處 （實驗員 B）。實驗員 A 將食物放在木板上，並用塑膠盒蓋住，如果山羊可以在 60 秒內移動或翻倒塑膠盒並取得食物，便算過關。在練習的過程中，有 2 隻雌羊因為沒有達成任務而被排除。

而在第二階段的正式實驗中，科學家進一步將塑膠盒固定在木板上，讓山羊看得到飼料卻吃不到，成為了「無解之題」。實驗將山羊分為兩組（各 16 隻羊），甲組山羊的實驗過程中，實驗員 A 會面對塑膠盒；而乙組山羊的實驗過程中，實驗員 A 則會背對塑膠盒；而實驗員 B 則當作控制變因、始終直直盯著塑膠盒。

你在看我嗎？靠近一點，再靠近一點

在取食練習和正式的實驗中，我們可以發現山羊會根據實驗員 A 的注意方向而調整自己的行為；相對於背對自己的實驗員來說，山羊會比較早看向面對自己的實驗員，注視實驗員的目光也會停留較久。此外，當實驗員 A 面向前方時，山羊會比較快進行視線交替（gaze alternation）且視線交替的頻率也較高；而在面對實驗者 B 的時候，則沒有特別的差異。這個實驗結果從前也曾在幼兒、狗和馬的身上有類似發現。

• 註：視線交替（gaze alternation）指的是視線在人與物品間交替

在實驗中，所有的山羊都有與一位或同時兩位實驗者互動，可能是想要乞求食物。在實驗中，還有另一項有趣的發現，在下方的實驗影片中，我們可以看到：在幾乎沒有肢體接觸的情況下，山羊會在實驗者前 20~40 公尺處短暫停留 2~3 秒，這個有點嬌羞的求救舉動有可能是視線交替後的發展動作，不過，不是每一隻山羊都會有這個舉動，所以此舉背後的意義尚待釐清。

在這個實驗中，山羊展現了與狗或馬相似的行為，顯示出不只有伴侶動物會與人類產生交流或溝通，而這也改變了原本人們對於動物溝通能力的假設；除了伴侶動物之外，或許我們也應該用更全面的視角去檢視馴化對於各種動物的影響，或許我們看待動物的方式也會不再相同。

參考資料：

1. 馴養 維基百科 
2. Christian Nawroth, Jemma M. Brett, Alan G. McElligott, “Goats display audience-dependent human-directed gazing behaviour in a problem-solving task” , Biology Letters, [2016.07.05]  DOI: 10.1098/rsbl.2016.0283
3. Virginia Morell, “Video: These goats stare at men—when they want help“, Science, [2016.07.05]

人們都說戀人的心中有一首詩。熱戀中的一方往往能看到詩意從對方眼中流出，幻變成愛的音符。不過倘若有女生發現在與另一半交談時，對方的目光並沒有深情地望著你的眼睛，而是在你臉上其他部位停留，倒也不必擔心對方對你的愛意減退或者對你有所隱瞞——根據一項研究的結論，這屬於正常眼神移動。

當然，這項研究的根本目的並不是為了為男生脫罪。研究的負責人，加州大學聖巴巴拉分校的大學心理與腦科學系的的馬修•彼得森和米格爾•埃克斯坦想知道：在日常生活中這些眼神的交流是否僅僅是由於文化上的約定俗成，還是在生理上有著重要性？

為了回答這個問題，他們首先測試了在不同的情況下，人的眼神集中注視的部位。60名當地的本科生被平均分為3組觀看經過處理的人像照片，其中每一組受試者都帶有不同的任務：第一組需要在10張照片裡找出和提示相同的人臉；第二組需在140張不同表情的照片中抽取一張，並描述出表情的喜怒；第三組則需 要在80張照片中選取一張，鑑定人物的性別。

為了排除照片出現時視線的起始位置對最終結果的影響，彼得森等人在屏幕的周邊設立了8個小方格，並要求受試者在照片出現前將視線集中在任意的小方格 上。隱藏的視線記錄儀則顯示出這三組學生的視線在照片上的集中點略有不同，但都沒有集中在眼睛上，而是在眼睛和鼻子之間。此外，觀看這些照片的時間長短以及圖片的清晰度或顏色也不會讓這些視線集中點的位置產生明顯改變（圖1）。

那麼這些集中點是否真的具有什麼作用呢？研究者們又做了第二個實驗。在這個實驗中，受試者的目光被要求分別固定在額頭，眼睛，鼻子和嘴巴上。當目光越是遠離眼鼻之間，受試者對於人臉的辨識能力就越弱，連分辨表情和性別都出現了困難（圖2）。

於是彼得森和埃克斯坦提出了一個假說。他們認為這些集中點最能讓人把握對方面部的總體信息。在將人臉的各個部分中，眼睛毫無疑問最具有信息量。但人的鼻子，嘴唇處的信息也佔有一定的比重。當人在作出表情時，口鼻、面頰處的信息更會增多。由於人眼在識別面部時，離視線的中心越遠，辨識度就越低。為了不錯過上述的「面部信息點」，大腦自動做了折中，將視線集中的位置從信息量最大的眼睛移動到了面部的中央，以涵蓋更多的面部信息 （圖3）。做個善意的推測下，如果對方的目光並沒有深情地望著你的眼睛，那大概說明他正在努力地觀察並識別你的整個臉。

圖3. 面部不同部分的信息量。A圖為面部不同區域的絕對信息量分佈；B圖為綜合考慮後，面部信息量的丰度分佈

由於實驗中所招收的受試者都為白人，因此儘管研究者們發現了視線集中點的作用，但還不能確定文化差異是否會造成集中點位置的不同。下一步，他們將會在東亞人中尋找受試者重複這個實驗。如果並不習慣像西方人那樣進行眼神交流的東亞人依舊有著類似的視線集中點，那麼這種目光移動的機制就更有可能是與生俱 來，而不是後天養成的。

作者自己的PS： 當然，以上這些情況都僅限於解釋為何你的男友會把目光注視在你眼睛的下方。如果你男友的眼神不是停留在你臉上，而是注視著路邊走過的美女，那就不屬於本文討論的範疇了。

參考資料

1. Looking just below the eyes is optimal across face recognition tasks. Matthew F. Peterson and Miguel P. Eckstein, PNAS, 2012

轉載自科學松鼠會，首發於果殼網。作者冷月如霜