洋蔥淚不淚！？ 不再賺人熱淚的洋蔥！

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。

近期，一則標榜把洋蔥芯放入耳朵一整夜，就可以緩解耳朵裡的任何炎症，減輕痛苦的神奇妙方，在某些社群傳了開來。這一個標榜自然通俗療法的敘述中指出「洋蔥中含有磷酸，有助於淨化血液、抵抗細菌感染……」而能保持耳朵健康、預防感染或幫助治癒感染。

然而，細究追溯這則訊息，雖有許多無稽之處，但也有一些有趣的古老經驗隱身其中……

所以我說，那個磷酸呢？

若說魔鬼藏在細節裡，那麼流言中最荒謬的錯誤，也往往出現在看起來最陌生的名詞身上。這個流言中標榜可以淨化血液抵抗細菌的磷酸，其實是一種肥料、洗滌劑、食品工業常見的無機酸，除了可用來生產製造酸性環境來達到消毒效果的產品以外¹，事實上磷酸並沒有抗菌、消炎的功效。

若多考慮以磷酸為原料所製造的磷酸鹽類，這類物質更廣泛地應用在食品工業中，例如魚、肉類加工；讓蚵仔保水性變好更為肥美²。而在身體中，磷是組成細胞膜上磷脂質的重要元素；磷和鈣能組成磷酸鈣沉積在骨骼與牙齒中；更有調節神經傳導、荷爾蒙分泌等關鍵作用³，但仍沒有抗菌消炎的功效。

更有趣的部分，是洋蔥的成分中其實並沒有磷酸。退一步言，若概括考慮食物中的含磷物質，每一百公克洋蔥的含磷量約為 29mg ^{4, 5}，其實在食物中的含磷量是相當低的。倘若含磷真的能有助於消炎殺菌，或許每一百公克含磷 715mg的干貝⁶，會是更強大的選擇（笑）。

莎草紙上的古埃及秘方

不過，把洋蔥當作耳疾用藥，倒也不是空穴來風的腦補流言。西元前 1550 年古埃及人所創作的埃伯斯紙草文稿（Eber papyrus）中，即記載了多種物質的醫療用途和療效。例如將洋蔥、大蒜、蜂蜜等材質作為傷口敷料；也可將洋蔥汁加熱後，可滴入耳朵內；在考古研究中，更發現一些木乃伊的耳朵裡有洋蔥⁷。

古埃及的經驗隨著歷史與文化的傳承到了三千年後的英國（這不是神鬼傳奇），1653 年，英國學者 Nicholas Culpeper，在他出版的 Complete Herbal 一書中，以系統化的資料庫方式，編目了數百種草藥特性與醫療方式。他在書中記述了將洋蔥汁滴入耳朵內，可減緩痛苦與噪音⁸。1986 年，一份刊載於耳鼻喉科期刊的研究中，更回顧了近兩世紀以來的文獻，發現洋蔥持續以草藥學和家庭偏方的型態，被人們視為耳疾的治療或舒緩方式⁹。

千年傳統的全新研究成果？

如果洋蔥真的有神奇的療效，這相當可能代表洋蔥身上有著某一種或數種物質，剛好具有抗菌或抑制發炎的作用。而在近年生物化學與臨床實驗上，也能觀察到洋蔥萃取物對部分細菌與真菌，有顯著的生長抑制效果^{10, 11}。

分別分析洋蔥萃取物的成分，一種名為木犀草素（Luteolin）的物質，可能是洋蔥得以抑菌的原因之一。木犀草素是一種黃酮類化合物，富含於芹菜、香菜、花椰菜、洋蔥葉、胡蘿蔔、辣椒、蘋果皮、菊花等植物，可用於治療高血壓、發炎與癌症等疾病¹²。

另一個可能，是如洋蔥、大蒜、蔥、韭菜等蔥屬植物細胞中，含有大蒜素（Allicin）。近年來也有相當研究證實，大蒜素具有抑制細菌與真菌生長的效果^{13, 14}。此外，當大蒜素從植物細胞釋出後，也會有部分分解為二烯丙基二硫（diallyl disulfide, DADS）這種具有良好抑菌效果的有機硫化物。也因此，確實有廠商正利用大蒜萃取物，來開發具有止痛療效的耳滴藥劑^{15, 16}。

「專業問題，專業解決」

雖然說，以洋蔥作為耳疾替代療法，並不是毫無根據的流言。洋蔥的部分成分，也被證實有抗菌消炎的效果。然而，這樣的替代療法或草藥滴劑，並不被主流醫學界所認可。

美國兒醫學會（AAP）和美國家醫學會（AAFP）在 2004 年的診療指引指出「基於有限和有爭議的數據，補充和替代醫學（CAM），並不推薦用於治療急性中耳炎（AOM）」¹⁷。美國耳鼻喉科學會（AAO-HNS）在 2011 年的臨床診療指引中，也指出「目前仍無充分證據，足以制定補充和替代醫學作為兒童中耳積水（OME）的診療方式」。

前衛生福利部部長林奏延醫師策畫的「華人育兒百科」也建議兩歲以下幼兒是中耳炎好發的年齡層，若發現幼童有耳朵痛等症狀，應由兒科醫師診斷。平時居家也可藉由維持乾淨、避免二手菸環境、施打肺炎鏈球菌與流感疫苗；以及哺餵母乳增加免疫力等方式，來降低罹病機率¹⁸。

雖然說崇尚自然遵循古法也是一種堅持生活的浪漫（咦），但在把洋蔥（或大蒜、辣椒、蔥）塞進不太舒服的耳朵前……還是讓生病的歸醫院，食材的去鍋內吧。

參考資料：

1. “Phosphoric Acid“. En.Wikipedia.Org, 2017
2. 川貝枇杷膏,.”肥美蚵仔加「磷酸鹽」有什麼問題？ – Pansci 泛科學“. Pansci 泛科學, 2013
3. 許庭禎,. “期刊 – 藥物食品安全週報 – 衛生福利部食品藥物管理署“. Fda.Gov.Tw, 2016
4. USDA,. “Basic Report: 11282, Onions, Raw“. United States Department Of Agriculture Agricultural Research Service, 2016,
5. 食品藥物管理署,. “食品營養成份資料庫 – 洋葱“. Consumer.Fda.Gov.Tw
6. 食品藥物管理署,. “食品營養成份資料庫 – 干貝(加工)“. Consumer.Fda.Gov.Tw
7. Pahor, Ahmes L. “Ear, nose and throat in ancient Egypt.” The Journal of Laryngology & Otology 106.08 (1992): 677-687.
8. Culpeper, Nicholas. Culpeper’s Complete Herbal & English Physician. Applewood Books p.130.
9. Brooks, Denzil N. “An onion in your ear.” Journal of laryngology and otology 100.9 (1986): 1043-1046.
10. Elnima, E. I., et al. “The antimicrobial activity of garlic and onion extracts.” Die Pharmazie 38.11 (1983): 747-748.
11. Kim, Jung-Haeng. “Anti-bacterial action of onion (Allium cepa L.) extracts against oral pathogenic bacteria.” The Journal of Nihon University School of Dentistry 39.3 (1997): 136-141.
12. Lin, Yong, et al. “Luteolin, a flavonoid with potential for cancer prevention and therapy.” Current cancer drug targets 8.7 (2008): 634-646.
13. Ankri, Serge, and David Mirelman. “Antimicrobial properties of allicin from garlic.” Microbes and infection 1.2 (1999): 125-129.
14. Borlinghaus, Jan, et al. “Allicin: chemistry and biological properties.” Molecules 19.8 (2014): 12591-12618.
15. “ABOUT OTIKON – South Africa“. Otikon.Co.Za, 2017
16. Sarrell, E. Michael, Avigdor Mandelberg, and Herman Avner Cohen. “Efficacy of naturopathic extracts in the management of ear pain associated with acute otitis media.” Archives of pediatrics & adolescent medicine 155.7 (2001): 796-799.
17. Neff, Matthew J., American Academy of Pediatrics, and American Academy of Family Physicians. “AAP, AAFP release guideline on diagnosis and management of acute otitis media.” American family physician 69.11 (2004): 2713.
18. “《華人育兒百科》林奏延：台灣要想辦法，把生兒育女變成一種崇高天職｜人物觀點｜2015-01-13｜天下雜誌出版｜天下雜誌“. 天下雜誌, 2017

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

文／葉綠舒

基改作物是什麼？它的全名是 Genetically Modified Organisms，簡稱為 GMO。基因改造生物中的植物，如作為食物，即是基因改造作物。

從 1994 年美國食品藥物管理局核准供人食用的基改作物——蕃茄一號（Flavr Savr^TM）開始，到 1996 年第一個上市的耐除草劑作物，基改作物已經逐漸進入我們的生活中，由少到多，甚至可說是無所不在！根據 Clive James 2015 年的年度報告摘要，基改作物的種植面積由 1996 年的 170 萬公頃增加到 2015 年的一億七千萬九百七十萬公頃，足足增加了一百倍之多！這意味著全球二十八個不同國家，超過一千八百萬名農夫，不約而同地決定種植基改作物。

不過，雖然全球有那麼多農民選擇基改，四大植物生技公司也努力地推展基改，但是基改作物似乎沒有那麼受歡迎？在林富士老師的《食品科技與現代文明》裡面的〈基因改造食品風險與管理〉中提到，歐洲一直不願意全面開放含有基改作物成分的食品進入；而在台灣的許多團體，無不反對基改作物引進台灣。多年來，基改這個議題不論是贊成或反對，兩方陣營在科學上的唇槍舌戰可說是絕無冷場。

在這一片喧囂之中，是否曾有在一旁觀戰的民眾思考過：究竟什麼是基改作物呢？基改作物是如何產生的？

一切開始於對抗農桿菌的奇幻旅程

這就要從農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）開始說起了。從前從前，植物跟我們一樣，身邊圍繞著好菌與壞菌，而農桿菌就是壞菌之一。打從聖經時代開始，由農桿菌導致植物生成的冠瘤（crown gall tumor）便已經受到注意；最早對於冠瘤的文字記載，則要從 1853 年開始算起。科學家們看到同樣長在森林裡的樹木，為什麼有些長瘤、而有些則沒有呢？他們也注意到，雖然植物長瘤不致命，但是長了冠瘤的果樹產量會降低，於是便開始動手要找出造成冠瘤的禍首。

Fridiano Cavara 在 1897 年從葡萄的冠瘤中分離出了農桿菌，後來的許多研究也發現，農桿菌喜歡從植物的傷口進入，所以只要在寒流來襲前妥善地將果樹接近地面的樹幹包覆起來，減少樹木表皮因凍傷造成破裂，便可以有效防止農桿菌的感染。

雖說預防勝於治療，不過每次寒流來襲之前就要幫果樹穿棉襖，也實在太累了；於是有些科學家便開始尋找可以消滅農桿菌的方法。

孫子說：「知己知彼，百戰不殆。」想要消滅敵人，當然要瞭解敵人囉！於是歐洲、美國的科學家們，便開始了一場調查農桿菌的奇幻旅程～

第一個突破來自美國。1958 年，洛克斐勒大學的 Armin Braun 博士發現，冠瘤細胞可以在沒有提供植物激素的培養基裡不斷分裂生長。由於這是一般的植物組織無法獲取的技能，因此 Braun 博士便假設，農桿菌一定有給冠瘤細胞一些特殊的武器，否則這些冠瘤細胞如何能生生不息呢？

到了 1970 年，法國的 George Morel 發現冠瘤細胞會製造農桿菌愛吃的食物 octopine 和 nopaline。由於被不同農桿菌感染的植物的冠瘤，所產生的食物也不同，更鞏固了科學家們的想法：農桿菌提供了植物細胞生生不息的技能。

植物基改元年

真正的突破來自 1977 年。華盛頓大學的「農桿菌女王」Mary-Dell Chilton 博士與她的團隊在不眠不休的努力下，證明了農桿菌在感染植物時，會將自己 Ti（Tumor-inducing，Ti）質體上的一段基因植入植物的基因體。同時她的團隊（以及另一個團隊）也建立了將 Ti 質體分裂為二，讓科學家們可以更方便的將要植入的基因放進去的方法。

如果有「植物基改元年」的話，那一定就是 1983 年了。那年的一月十八日，Chilton 博士與美國孟山都（Monsanto）公司的幾位研究員在邁阿密冬季學術研討會上，分別發表了對農桿菌的研究。

原來，農桿菌在感染植物時，會將一段位於自己的 Ti 質體（上圖中的 C）上的片段（上圖中 C 之 a）插入植物的基因體內（上圖中的 7）。這段片段含有合成植物激素所需的酵素，以及合成農桿菌愛吃的食物的酵素。被感染的植物細胞，因為合成了更多的生長激素，於是細胞分裂便開始加快了。

因為植物有細胞壁，產生的腫瘤並不會轉移，所以植物的冠瘤不致命，冠瘤以外的組織也作息如常；但是插入冠瘤細胞的基因，卻會跟著這些冠瘤細胞代代相傳，永遠都不會離開了。

出乎意料的「天然基改」

由於通常在自然界被感染的植物細胞都是體細胞，而非生殖細胞，所以農桿菌的感染不會遺傳；但也有例外！

在 2015 年華盛頓大學的科學家們，在分析不同栽培種的蕃薯（Ipomoea batatas）的基因體時，卻意外地發現我們吃的蕃薯竟然是「被天然基改」的！這些蕃薯的基因體內，含有農桿菌用來合成植物生長素（auxin）的基因！

蝦米！剛剛我們說的基因片段不會遺傳被打臉了嗎？究竟這些基因是怎麼跑到我們的蕃薯裡面去的呢？目前科學家推測最有可能的是，在「從前從前」農桿菌感染了蕃薯的塊根（農桿菌是土壤中的微生物，所以要感染植物塊根其實挺容易），後來農桿菌不見了，但是農桿菌的基因不會離開；接著因為農夫在選種時都會選擇長得快又大的，而帶有農桿菌基因片段的塊根，因為製造了額外的生長素，當然長得快又大，於是在選種時，就這麼被人擇特別保留下來了。

讀者看到這裡可能會問：這件「天然基改」的事發生多久呢？答案是：不知道，因為華盛頓大學研究團隊發現他們手上的 291 個蕃薯的栽培種，全都可以找到農桿菌的序列喔！

當然，現在所謂的基改作物裡面所帶的基因，與這些蕃薯裡面帶有的農桿菌基因是不同的；基改作物裡面所含有的基因，目前大概可以分為兩大類：抗蟲（帶有蘇力菌的結晶蛋白基因）與耐嘉磷塞除草劑（glyphosate，台灣商品名稱為年年春）。

蘇力菌（Bacillus thuringiensis）的結晶蛋白簡稱為 Cry，常以 Bt（蘇力菌的簡稱）作為暱稱，會使吃下它的昆蟲腸穿孔而死，但是我們的胃因為會分泌胃酸，反而會把結晶蛋白給消化掉，使得結晶蛋白對我們無害；而嘉磷塞除草劑會抑制植物的 EPSPS 酵素^註，使植物無法合成必需胺基酸；但農桿菌的 epsps 基因所產生的 EPSPS 酵素不怕嘉磷塞除草劑，因此只要將農桿菌的 epsps 基因植入植物，植物便立刻獲取不怕嘉磷塞除草劑的技能了！

讀者看到這裡，應該可以從農桿菌歷史淵源的開端，瞭解基因改造的基本原理以及基因改造的歷史緣由。

註：EPSPS 酵素為縮寫，中文學名為： 5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸 （EPSP）合成酶

參考文獻：

1. Clive James. 2016. ISAAA Brief 51-2016: 20th anniversary (1996-2015) of the global commercialization of biotech crops and biotech crio highlights in 2015.
2. 林富士。2010。 食品科技與現代文明。稻鄉出版社。
3. Tina Kyndt, Dora Quispe, Hong Zhai, Robert Jarret, Marc Ghislain, Qingchang Liu, Godelieve Gheysen, and Jan F. Kreuze. 2015. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop. PNAS. published ahead of print, doi:10.1073/pnas.1419685112