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吸附鯊魚的鮣魚

週日閱讀科學大師_96
・2014/02/24 ・691字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 460 ・五年級

鮣魚藉助於頭部的吸盤吸附於比自己體型大的動物身上生活!

鮣魚,身體細長,通常藉助於頭部的吸盤吸附於比自己體型大的動物身上生活。吸盤長在頭及體前端的背側,呈橢圓形,通常有20個或更多的橫向褶皺,可豎起來呈真空狀。游泳速度快、可達到時速50公里,分類為脊索動物門、輻鰭魚綱、鱸形目、鮣科, 鮣魚主要靠頭部吸盤吸附於大魚、海龜、鯨和船底上,靠食用這些大魚、海龜、鯨和船上的剩餘物為生。鮣魚為典型的片利共生例子,寄主沒有從中的到任何一點好處反而還會消耗多餘體力因為要擔任鮣魚的專屬司機,以及捕到的部分食物被鮣魚食用,被鮣魚吸盤吸附的寄主是無法擺脫的只能等待鮣魚自行離開。

鮣魚頭部的吸盤(Sucker-like structure)從第一背鰭演化而來,牠便利用這個吸盤吸附在某一物體上,擠出吸盤內的水,藉著大氣和水的壓力,吸盤就牢固地吸附在該物體的表面上了。漁民發現鮣魚這一特性了,便巧妙地把鮣魚作為一種捕獲大海中珍貴動物的工具。據說,桑給巴爾島和古巴漁民抓到鮣魚後,先把牠的尾部穿透,再用繩子穿過,為了保險,再纏上幾圈繫緊,拴在船後,一旦遇到海龜,他們就往海裏拋出2、3條鮣魚,等這幾條鮣魚就吸附在大海龜的身上,這時漁民再小心地拉緊繩子就可以將大海龜連同鮣魚一起拉回船艙裡。

吸附鯊魚的鮣魚
鮣魚藉助於頭部的吸盤吸附於比自己體型大的動物身上生活

 

編稿:成功大學 材料所 周芳任 編 |李旺龍 教授指導

原文出處: Sucker-like structure used to attach: remora

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研究文獻:Shuker, KPN. 2001. The Hidden Powers of Animals: Uncovering the Secrets of Nature. London: Marshall Editions Ltd. 240 p.

轉載自週日閱讀科學大師

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週日閱讀科學大師_96
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「週日閱讀科學大師系列講座」活動主要提昇一般民眾對自然科學、人文社會科學及工程科學的興趣及關切;並引發青年學子對於科學研究的興趣及行動,進而推廣至中學生的科學素養,讓科學教育普及至各社會階層。歡迎造訪FB專頁

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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中藥「水蛭」的意外旅程(上):偽品的震撼現身,網路問卷調查發現了什麼?
YTLai_96
・2018/06/26 ・4432字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 475 ・五年級

這個旅程是這樣開始的。

2017 年 10 月,為了撰寫「蛭類的醫療用途」這個主題,我去中藥店尋找「水蛭」這一味藥。《中國藥典》和《台灣中藥典》裡面都清楚點出中藥「水蛭」乃是由三種蛭類──水蛭(Hirudo nipponia,即日本醫蛭)、螞蟥(Whitmania pigra,即寬體金線蛭)、以及柳葉螞蟥(Whitmania acranulata,即尖細金線蛭)──所製成,作為盡責的作者,理應設法尋得三種蛭類的水蛭乾、並取材拍攝照片。

中國中藥典(左)與台灣中藥典(右)對中藥「水蛭」的說明(點圖放大)

我首先買到的中藥「水蛭」長下圖這副德性,看起來就是個吸血蛭類的模樣:嘴巴大、尾吸盤大、鼓脹的肚子裡八成是塞滿了血。這個體型,應該不是藥典記載的種類日本醫蛭,而是牛蛭屬(Poecilobdella)或擬醫蛭屬(Hirudinaria)的種類;雖然跟藥典裡面記載的種類不同,但反正也是個吸血的種類,藥性(推測可能)應該跟日本醫蛭差不多。

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中藥「水蛭」,應該是牛蛭或擬醫蛭的種類乾燥而成

泡了熱水發起來以後,背面橄欖綠上的斷續背中線、側面的縱線、黃褐腹面鑲著暗色邊緣的花紋,就從黝黑的表面顯現出來,甚至連腹面的生殖孔都清楚可見。於是更是確定了我的推測,這一定是某種牛蛭或擬醫蛭無誤。

中藥「水蛭」,加熱水泡開後才看得出其上的花紋。

隔天,我又跑去其他的中藥房,主要是尋找另外兩種非吸血的捕食性蛭類(寬體金線蛭與尖細金線蛭)製成的中藥「水蛭」。好不容易找到了看起來和寬體金線蛭有幾分相似的的中藥「水蛭」──身體黃褐扭曲且一頭尖細,整個就是金線蛭的模樣。外包裝上還寫著「清肚」,當時還推測可能是因為寬體金線蛭以螺類為食,為了讓藥性更加濃縮所以去除肚子裡無用的螺肉。

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中藥店的「水蛭」的另一個品項

回來以後為了看清楚花紋,也就和前一天依樣畫葫蘆泡了熱水。等到這個「水蛭」發起來以後,我拿起來左右端詳,這身體上怎麼會沒有任何花紋哪?還有這個形狀跟體壁的感覺怎麼一副海參樣啊?我是越看越迷惘。

啊喔,這個「水蛭」怎麼左看右看有點怪怪的。

而且啊,不管是什麼種的蛭類,再怎麼樣也該要有尾吸盤吧?這個尾吸盤到底在哪啊?難道清肚的時候也一起切掉了嗎?但怎麼沒有看到切痕啊?

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然後我突然驚覺──

這。根。本。不。是。蛭。類。

明明是買中藥「水蛭」,卻出現了這個完全不是蛭類的東西,我實在震驚了。

沒有環節沒有尾吸盤,就是個偽品!

蛭類畢竟是屬於環節動物門的類群,身體必定有環節,也就是身體看起來是一節一節的模樣,就像底下那兩張蛭類的照片一樣;但是這個偽品泡發以後只是一副肥胖臃腫樣,身體並不是真的有環節。除此之外,蛭類是一群特化的環帶綱環節動物,和其他的環帶綱如蚯蚓、絲蚯蚓、線蚓等有一個明顯的差別,就是身體的前後兩端必定會有吸盤–亦即口吸盤和尾吸盤,尤其是尾吸盤,無論在哪一種蛭類身上都不會消失,頂多只是大小的差別而已

以底下那兩張照片來看,兩者的尾吸盤都很大而且明顯,分別靠畫面的左邊和右邊。而上面照片中這個偽品,頭部尖尖看起來沒有口吸盤模樣也就罷了,畢竟蛭類的口吸盤常常不甚明顯,尤其是金線蛭屬的蛭類,其頭部也是特別尖而細根本沒有什麼口吸盤的感覺;可是這個偽品的尾部,除了肛門外再無其他特別的結構,翻來倒去也沒有絲毫尾吸盤的蹤影。

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光憑著「沒有環節」和「沒有尾吸盤」這兩點,就可以打包票這個中藥「水蛭」絕對不是蛭類,一定是偽品。

就像鳳梨酥裡面該有鳳梨一樣,中藥「水蛭」應該至少是由蛭類乾燥而成才對。很不幸的是,我們的鳳梨酥裡面曾經有很多很多的冬瓜但少有鳳梨,而現在我們的中藥「水蛭」裡面也出現了根本不是蛭類的東西。簡直是個悲劇。

實際上,中藥出現偽品其實並不少見。知名案例如昂貴的中藥冬蟲夏草,正品應該是麥角菌科(Clavicipitaceae)的冬蟲夏草菌(Cordyceps sinesis (Berk.) Sacc.),寄生在宿主鱗翅目或鞘翅目昆蟲身上──尤其是蝙蝠蛾科(Hepialidae)的蟲草蝙蝠蛾(Hepialus armoricanus Ober.)的幼蟲蟲體──冬蟲草為真菌子座與宿主的複合體乾燥物。而冬蟲夏草的偽品有許多種類,從同為麥角菌科的其他真菌、唇形科的植物草石蠶(Stachys sieboldii Miq.)的有毒根莖、唇形科植物地蠶(Stachys geobombycis C. Y. Wu.)的塊根、甚至是石膏粉或麵粉模壓加工製成的偽品都有出現過。其他常見的中藥也有不少誤用品和混用品在市面上流通(可參考《台灣市售易誤用、混用中藥材之鑑別》、《台灣市售易誤用混用中藥材基原鑑定之研究》、《中藥鑑定簡介》),誤用品或混用品甚至也曾導致中毒危害健康的案例(如馬兜鈴酸事件)。為此,鑑定中藥真偽的相關中文書籍早有多本問市,中央主管機關也持續辦理中藥材辨識研習會,但是防堵誤用品混用品乃至偽品的出現,看來仍是百密一疏。

總之,現在就是發現中藥「水蛭」裡存在著根本不是任何一種蛭類的偽品了。我覺得不可思議的地方在於,經手中藥的職業專家很多,從來沒有人揭發這件事嗎?

於是接下來,我決定來調查一下中醫藥專家們對中藥「水蛭」真品和偽品的覺察能力,了解一下這樣的「水蛭」偽品是否很容易就會被中醫藥職業專家們揭穿。

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問卷調查:中藥「水蛭」該長什麼樣?

我設計了一個簡單的網路問卷,在問卷裡先後放了中藥「水蛭」的偽品跟真品的照片,也就是下面放的這兩張四條水蛭排排站的照片,讓填答者在「一定是水蛭」、「可能是水蛭」、「可能不是水蛭」、「一定不是水蛭」、「我不知道無法回答」幾個選項裡面擇一。問卷做完以後大家可以選擇自己是中醫藥職業者(中醫師、中醫藥研究教學人員、中藥從業人員)、中醫藥業餘玩家(中醫藥愛好者、中藥罐子)、或是一般民眾,而且最後都可以看到正確答案。

承蒙我的朋友們的轉貼和泛科學的協助,最後這個問卷有將近 680 人填答,其中有中醫藥職業者 106 人(63%是中醫師、33%是中藥從業人員、4%是中醫藥教學研究人員)、中醫藥業餘玩家 52 人、以及一般民眾 521 人。

統計結果發現,三群填答者對於中藥「水蛭」真品和偽品的認知程度的確不太一樣。對中醫藥職業者來說,不是蛭類所做成的中藥「水蛭」偽品,看起來就是比較有問題,因此近六成的職業者會傾向認為這不是水蛭;相反的,如果是由牛蛭或擬醫蛭種類製成的中藥「水蛭」,則有近八成的職業者傾向認為這是水蛭。很顯然,受過專業訓練的中醫藥職業者對中藥「水蛭」該長什麼樣有相當不錯的概念,真的就幾乎都認為是真的,假的也多半覺得有鬼,的確有其厲害之處。

再來看中醫藥業餘玩家(中醫藥愛好者、中藥罐子)的回答,這就有點奧妙了。業餘玩家們看到不是蛭類做成的中藥「水蛭」偽品,只有四成傾向認為這不是水蛭,反倒有近五成傾向認為這是真的水蛭;同樣的,業餘玩家們看到蛭類做成的中藥「水蛭」,只有二成五傾向認為這真的是水蛭,反而有近五成傾向認為這並不是水蛭。簡單的說,就是中醫藥業餘玩家對中藥「水蛭」的認知偏向錯誤,把真的認成假的、假的當成真的,不知道是不是處在「見山不是山」的狀況所造成的。

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最後是填問卷大宗的一般民眾,對一般民眾而言蛭類的確是個陌生的類群,而且還經常誤以為地上亂爬的蛞蝓就是水蛭,因此中藥「水蛭」該長什麼樣子其實也沒什麼概念。當一般民眾看到不是蛭類做成的中藥「水蛭」假貨的時候,傾向認為是水蛭、傾向認為不是水蛭、和我不知道無法作答三者幾乎呈現完美的三等分,顯然不太確定到底水蛭該長什麼樣;不過,當一般民眾看到蛭類做成的中藥「水蛭」真品的時候,就有六成傾向認為這是水蛭。看起來,就算一般民眾不太確定蛭類的特徵為何,隱約還是可以察覺到中藥「水蛭」的真品的確符合腦海中的蛭類印象,因此就稍有把握了些。

環節和尾吸盤才是王道

除了調查填答者對照片裡的中藥「水蛭」是不是蛭類製成的真品的認知傾向,問卷中也探尋填答者的判斷依據。整體而言,填答者們經常使用形狀、顏色、外觀這些會隨著炮制過程和儲藏狀況變化的特徵來判斷是不是蛭類,但是判斷蛭類最重要的兩個特徵──也就是上面提過的「環節」和「(尾)吸盤」,就沒有那麼常被提及,只有中醫藥職業者們提到稍微多一點。

話說回來,形狀、顏色和外觀這些特徵,或許可以用來進一步區別不同種的蛭類做成的中藥「水蛭」,或是用來分辨手上的中藥「水蛭」是否有攙假增重或不當炮制,這的確也是中醫藥專業訓練過程中很重要的一點。但無論如何,真中藥「水蛭」再怎麼攙假增重不當炮制都還是水蛭;眼前這個假貨連水蛭都不是,這個問題的層次可就不一樣了。

那麼,中藥水蛭假貨在市面上出現的頻率有多高呢?這顯然需要我去明查暗訪了。

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中藥「水蛭」的意外旅程系列:





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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著