《穿梭超時空》

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。

科普啊科普，你到底是何方神聖

我們熟知的「科普」，是科學普及四個字的縮寫。從英文 popular science 這個名詞來看，它又可稱作流行或大眾科學。

科普旨在用淺顯易懂的方式，向一般大眾傳達科學的技術知識、相關領域的學術研究與傳播科學理念及精神等。常見的媒介是網頁、電視節目、系列書籍或雜誌文章等。

在 2019 年的今日，我們已經進入了科學的時代。如同馬斯洛需求理論所說，人們在滿足了基本保暖需求後，開始對獲取更多知識產生渴望。科普在歐美日等國家已行之多年，相信在成長的過程中，這些翻譯類的科普讀物也陪伴過各位好一段青澀稚嫩的求學時光。

對喜歡科學的我們來說，科普是一種生活中的調劑。有些讀者看著看著，就萌生起一股寫作的欲望和自我期許，但礙於缺少相關了解與管道無疾而終；有些讀者歷經科普洗禮，也產生一股想要了解科普書籍誕生過程的想法和好奇心，但想法往往又因各種波折轉眼即逝、被擱置在腦後。

這回，我們有幸採訪到遠流出版社旗下的科普雜誌——科學人的林彥傑副總經理，由他來帶領大家了解台灣科普書的製作，希望能藉此讓我們與科普的距離更接近。

科普都從哪裡來？

要談科普書的製作，我們要先將它們做一個初步的分類：外國翻譯科普書與國內創作科普書。

前者通常由出版社主編依照國內市場，如：課業、名家 ex. 霍金或議題性，來進行選書。與外國出版社洽談獲得授權後，出版社會依照書籍的內容來挑選譯者。部分科學主題在國內會由特定的專家負責，在這種狀況下，譯者會較熟習這個科學領域，翻譯上不易產生理解偏差等問題。

而國內科普，通常會有兩種做法。第一種是科普作家自行連絡出版社提案，另一種是由出版社訂定主題後尋找合適的作者，擬定大綱供其參考。

須注意、應注意而要注意

編輯在科普寫作上扮演著非常關鍵的角色。首先，確認稿件文字是否流暢易讀是最基本的關卡。再來，編輯要注意文章是否都有符合以下條件：

科學事實的求證

科普文章最注重的就是正確性和嚴謹度。正因為肩負著把科學知識與理念傳達給世人的重任，在這分面完全是馬虎不得的。

專有名詞的統一性 + 新進專有名詞的翻譯

以科學人雜誌為例，編輯部有建立標準辭庫，務必要保持某個名詞在同系列的書籍乃至所有出版書都是統一的，免得讓讀者陷入不同名詞但同義的困惑中。若有處理到科學界的新名詞，作為第一手引進者，如何準確翻譯也是一大考驗。

幕後的審訂老師 + 專有名詞的更新

每一科學領域都該有一群專家學者可供編輯諮詢，同時編輯也須注意到學界是否針對某個名詞有了新的詮釋，例如：近年「精神分裂」的用詞被改為「思覺失調」。由此可知，科普編輯通常會要求是科學背景出身，對科學具有一定敏感度的人。

最後要特別注意的是篇幅。並不是字多就是好，捫心自問：這麼多字，讀者真的有興趣嗎？適當的文字清理可以讓文章更聚焦，效果反而會更突出。

雖然叫科普，但是市場小眾

當我們提到科普，第一個會想到的就是：它是專門給大眾看的、很多人閱讀，殊不知科普的市場反而比較小眾。科學本身就是一門龐大的學問，從眾多領域中挑出一種，再從中挑出一項來介紹給一般人，這個行為本身就已經是針對某一小群「對某領域有興趣」的人。換句話說，最後選出的主題是呈現給被篩選過後的讀者看的。讀者定位清楚不是壞事，有時候反而因此可以在某一群讀者中發酵，而達到不錯的銷售。

出版科普書籍需要花費龐大的心力，在銷售不那麼亮眼的狀況下，出版社可能更願意選擇純文學的作品，不但閱讀者多、翻譯跟事後的校對也不避耗費額外的成本。

市面上的科普書籍大多來自國外，台灣本土科普寫作因為研究者自身的觀念或是生涯規劃上的考量數量稀少。另外學校方面的壓力、編輯人才不足及網路酸民批評等因素都是影響學者是否願意投入心力在上面的因素之一。

所以在讀者這麼少的狀況下，市場的考量在下手動筆前變得尤為重要。

如果全世界只有一個人看，他長怎樣？

先設定讀者，再設定怎麼編排，怎麼行銷

科學人的林彥傑副總經理分享到，科普書的製作中必須為每本書的讀者找出設定：如果全世界只有一位讀者，那他的學歷背景如何？社經地位和年齡？興趣或是專長等。這些設定都可以輔助作家和編輯找到寫作的方向，之後再針對市場的目標受眾，決定寫作的風格和敘述口吻。

給新手科普作家的兩個提醒

如果各位已經決定投身科普寫作，那麼有兩件事情需要特別注意：

不要貪心，目標是說好一件事

新手作家容易犯的錯誤就是想要在短短的篇幅內解釋很多東西。這容易讓文章失去焦點，讀者變得無所適從。

有持續寫作的恆心和毅力

寫作是孤獨的，在工作課業之餘撥出時間定期定量的產出是一件不容易的事。有動機還不夠，你還必須具備持之以恆的毅力、自我督促，一步一步達成目標。

讓我們放眼未來

這是一個科學的社會，生活中到處都充斥著科學。隨著學制鬆綁，學生們更有機會從做中學、容易產生對萬物的好奇心，也更富有探究精神。大家開始會對不了解的事情產生疑惑、對過去習以為常的迷信說法產生質疑。

而這些，都是孕育台灣本土科普發展的土壤。期待在不久的將來，我們能看到台灣科普在各大書店都可以佔有一席之地！共勉之。

看完本書書稿，回頭繼續盯著電腦工作的我，有點感動，彷彿跟網路世界交上了心。

科普書的市場準則：出現的算式越多，賣得越差。曾經聽一位出版社編輯說，即使是在書名上出現「E=mc²」，都會讓他們猶豫再三，深怕影響銷量，這也難怪針對電腦科學或演算法的科普書那麼的少。即便我們的世界已經被電腦科學所顛覆，絕大多數的人，包括我在內，都只是傻傻地看著奇蹟變成慣習。

《改變世界的九大演算法》是本我願意大力讚許跟推薦的好書，不僅因為這本書勇於碰觸科普書出版的禁忌，而是因為本書作者，美國迪金生學院數學暨電腦科學系教授 John MacCormick 俐落的文筆跟清晰的鋪陳，足以抹消非專業人士對演算法的恐懼。

搜尋引擎到底是如何在百億個網頁之中，於零點幾秒之內找到我們想要的那個連結？讓數十億人感到滿意的網頁排序是如何實現的？如何在網路上傳輸隱私資訊，而不被中間無數節點看得一清二楚？如何驗證收到的資料是正確，無篡改的版本？人工智慧的基本原理是什麼？… 如同作者所說，看完本書並不會讓你我可以即刻動手寫程式，變成演算法大師，但了解其運作原理，足以讓人感到任督二脈暢通，擁有了練內力的根基。

作者善於用從簡單的小案例開始，一層層地將演算法的精神跟實際應用堆疊而上，讓我們從邏輯上去了解演算法的設計因由，至於繁複的計算過程在本書其實並非主角，除了幾個掰掰手指就能算出的範例外，作者並未給讀者太多負擔，因為在真實情況下，要展現演算法的能耐，也只能交由電腦去算。只要邏輯通了，演算法的設計美感就自然浮現，而這就是作者每一章節由淺入深，幾乎可說是循循善誘的寫作想要帶領我們進入的境界。

近來最熱門的科技產業關鍵詞「大數據」，讓產官學無不趨之若鶩，但大數據跟青少年的性經驗一樣：每個人都在談，每個人都宣稱自己做了，然而真正讓數據展現出價值的並非空談，而是演算法。從股市到戰爭，從自動交易到自動使用武力，背後都是演算法，而儘管實際做法不同，但看完本書，你都能更加理解演算法何以改變世界，也比較能理性地看待許多吹得上天下地的大數據忽悠文。

從另一方面來看，演算法本身即是戰場。無數網路高手抱持著挑戰或是為惡的心態，試圖打穿演算法之牆（或是悄悄繞過），有趣的是，台灣正是核心戰場之一。「誰說台灣是個沒有天然資源的國家？台灣最大的天然資源就是病毒樣本」這句話來自於一位知名台灣駭客 Birdman。台灣面對的入侵跟資安事件多不勝數，在世界上僅次於美國，是病毒（惡意程式）樣本數量最多的地方，既然如此，那麼對我們來說，多去認識電腦科學與演算法，就更是一種義務了。

同步推薦： 《演算法統治世界》

加來道雄1994年的著作，自98年中譯本問世後已經十餘載，前陣子尋覓多時才終於讓我在書店找到它！

這是一本範疇很廣的科普書，標題乍看給人是在探討時間旅行為主軸的感覺，其實不然。書名中所謂「超時空」事實上指的是高次元時空（Hyperspace）。同時這也是一本富有人文社會味道的科普書，不光只是在介紹科學，也探討藝術、文化、與宗教在歷史上對於高次元空間的諸多異想的軌跡。

下面為本書目錄：

第一部　進入第五次元
第一章　超越時空的世界
第二章　數學家和神幻術士
第三章　能夠「看到」第四次元的人
第四章　光的秘密：第五次元的振動


第二部　在十次元統一
第五章　量子異端
第六章　愛因斯坦的復仇
第七章　超弦
第八章　來自十次元的蛛絲馬跡
第九章　創世之前


第三部　蟲洞：進入另一個宇宙的通道
第十章　黑洞與平行宇宙
十一章　建造時間機器
十二章　碰撞宇宙


第四部　超空間的主宰
十三章　未來之外
十四章　宇宙的命運
十五章　結語

我想，本書的中心思想在於推廣弦論。這是目前理論物理學界最火紅、認為最有希望統合相對論與量子理論的模型，但是卻也存在龐大的爭議。最大的癥結就在於弦論（或者超弦理論，Superstring Theory）目前無法被實驗驗證，因此有一派的物理學家壓根兒不認為它稱得上是一套科學理論。

看多了現代物理的科普書，就會發現這兩派的看法可謂壁壘分明。例如上一次曾經介紹過的《比光速還快》的作者喬奧，從其書中字裡行間就能看出他並不欣賞弦論。那麼加來道雄呢？這位學者的作品裡處處透漏了他內心那些宏觀科幻式的想望，這點從他的另一部較新著作《電影中不可能的物理學》也能看得出來。事實上，加來道雄也是超弦理論的支持者（與研究者），認為這個告訴我們世界其實是十一度空間的超玄理論（笑），很有可能是這個世界的真相。

本書在於推廣作者內心對於超空間存在的正面信仰，在書中第一部便從早期的黎曼幾何學開始引介空間扭曲的概念，許多例子（不論是史料還是虛構）都叫人腦力激盪，十分有趣。第一部另一個焦點就是愛因斯坦的相對論，有相當深入淺出的描述，並且配合黎曼幾何的說明而更加令人對相對論在數學上的抽象形象具體化了些。書中第二部不可避免地開始探討量子力學，這邊作者的行文比較深奧，不是那麼「科普」，但第二部豐富之處並非那些技術性片段，而在於作者將近代物理學理論發展的脈絡透過他學者的角度整理得十分清晰而有條理，讓我們能夠去感受到那些物理學界巨人們的諸多奇異發想究竟是如何崛起、如何殞落、又如何再度崛起……如果說《比光速還快》是一位學者自身的發展歷程，那《穿梭超時空》就是一位物理學者綜觀人類科學軌跡的發展史，當然，兩者都著重於「牛頓之後」，也就是古典力學之後的物理學革命。

本書中後段也開始較為深入地探討宇宙學的議題。在第三部的內容比較著墨於宇宙學之謎而非宇宙學本身，探討的都是可能不為真、目前無法驗證的理論，例如蟲洞的存在與否，黑洞的性質和宇宙的可能命運……等等，雖然其中許多都是極度宏觀、甚至幾近不攸關的議題，例如去「關心數十億年之後人類的可能性」之類的，然而一旦去追隨作者的文字去進行發想，也會感受到一股被其牽引的魔力在讀者的腦海中發酵吧！

《穿梭超時空》是一本分量稍微厚重、但絕對相稱地豐富的科普書，值得一讀。

ps. 在本書中我才知道原來所謂「世界線（World Line）」的時空概念就是出於愛因斯坦。在我曾經介紹過的科幻電子小說作品《STEINS;GATE》中的獨創時空觀念，想必就是發想於此再去進行變異的吧！（我是不記得作品中是否有對此著墨說明世界線與相對論之關聯了）

本文原發表於EverDark.info。