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為了帝國而戰 —《風中的瑪利亞》

PanSci_96
・2015/01/28 ・2684字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

Vespa mandarinia
Vespa mandarinia, credit: photo pin

(本文摘自《風中的瑪利亞》,春天出版社出版)

帝國以十萬火急的速度,為新女王蜂建造大型的房室。每次造好新的房室,「偉大之母」便會在裡頭產卵。從這些卵中孵化出的,全是「新女王蜂」。

整個帝國都為了新世代而開始運作起來。能親眼見證這個時代,令瑪利亞感到喜不自勝。那是當初建造帝國的基礎、鞠躬盡瘁的姊姊們無法親眼見識的「新時代」。瑪利亞懷著更加強烈的使命感出外狩獵,但昆蟲正極速從森林和原野中消失。儘管如此,因為工蜂姊妹們數量增加的緣故,她們還是得以養活幼蟲們。

如今帝國已即將達到顛峰,工蜂數量直逼三百隻,也靜靜地持續進行著世代交替。原本活躍於第一線的姊姊們,走下舞台,將位子讓給了妹妹們。工蜂很少會在巢內壽終正寢,大部分是在出外狩獵或拾取築巢材料時,就此一去不返。

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現在的瑪利亞在工蜂中的力量、資歷及豐富的經驗,已是足以代表帝國的獵人,妹妹們都對她無比敬重。但金龜子和天牛幾乎已從雜樹林中絕跡,使得瑪利亞的狩獵成果每況愈下,情況嚴重時,飛了近兩小時卻連一隻蟲子也找不到。

她來到了東邊草原。明知道此舉有風險,但瑪利亞還是想進入草叢中試試運氣。她藉著蟋蟀的叫聲展開搜索,將全身神經專注在觸角,並在草叢上展開警戒飛行。這時,她發現前方麒麟草上停著一隻小型蜻蜓,秋赤蜻,鮮紅的身體特別醒目。

蜻蜓的視野幾乎沒有死角,唯有正後方下面無法掌握。瑪利亞小心不發出振翅聲,悄悄從秋赤蜻正後方下面逼近。等接近後,她一口氣加快速度,襲向秋赤蜻,以銳爪捉住他的身軀,一口咬向他胸部。秋赤蜻振動翅膀,用力掙扎,但瑪利亞的利牙深深刺進他胸部裡,秋赤蜻就此喪命。

瑪利亞在麒麟草上方替秋赤蜻解體--就在這時,秋赤蜻的身體被人奪走。仔細一看,原來是在同一株麒麟草上有一隻大螳螂以鐮刀捉走了秋赤蜻。

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「那是我的。」瑪利亞說。「請妳別用搶的好嗎?」

「我在妳之前就已經鎖定他了。這是我的獵物。」大螳螂如此說道,便開始吃起了秋赤蜻,啃得卡滋作響。

「妳要是再不放手,小心有你苦頭好吃。」瑪利亞百出戰鬥姿勢說道。

「惡名昭彰的虎頭蜂一族在向我下命令是嗎?」

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「說到惡名昭彰,我們彼此彼此。」

瑪利亞仔細打量對方的體格,在過去見過的大螳螂中,算是體型最大的一隻。身長是瑪麗亞的兩倍多,長逾十公分,光鐮刀的長度就比瑪利亞還長。瑪利亞雖曾和大螳螂及寬腹螳螂對戰過,但她還不曾與如此巨大的傢伙交手。

大螳螂自信滿滿地望著瑪利亞,神色自若地啃食著秋赤蜻。「打從我出生到現在,可是身經百戰呢。」

「我也是。」瑪利亞此話一出,感覺大螳螂全身怒氣勃發。

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「不,不對!」大螳螂語帶不屑地說道。

「妳們出生時有母親。而且由強大帝國裡的姊姊們養育長大,可以無險地成為成蟲。但我們出生時,沒有母親保護,和好幾百隻同伴一起,帶著小得可憐的身體誕生在這世上。打從一出生就置身戰場,遭遇螞蟻大軍的襲擊,我許多兄弟姊妹就這樣被拖進螞蟻巢穴裡。我們就是那麼弱小,連小小的螞蟻都能收拾我們。在那樣的困境下,我們努力地存活下來。蜘蛛、蜂、蜻蜓、蚱蜢,所有肉食性昆蟲都是我們的敵人,其中長腳蜂尤其恐怖。當初一起出生的同伴們,幾乎都來不及長大就死了。我一直不斷地戰鬥,遠比妳經歷的還要嚴峻,我戰勝了每一場戰役,有時也會吃自己的同伴,才長成現在的樣子。」

「或許是吧,不過這種事沒什麼好得意的。所有昆蟲為了求生,都是卯足了全力在戰鬥。」

「不會對我保持敬意的,就只有妳們虎頭蜂一族。哼。妳以為妳贏得了我對吧,夏末時,我可是逮住過大虎頭蜂的女王蜂,她正在吸食樹液,我當場便吃了她。她體格比妳大多了。」

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瑪利亞心想,那隻女王蜂恐怕是處女女王蜂吧。活到了夏末,大限將至。既不築巢,也不排卵,最後進了螳螂的肚子裡。

「也該動手了。」大螳螂如此說道,掄起她的鐮刀,緩緩朝瑪利亞逼近。螳螂的鐮刀只要一碰到物體便會往內折,將對方拉向自己。要是被她那兩把鐮刀逮著,肯定無法脫身。瑪利亞全神貫注地與她保持距離。

這時,大螳螂的眼睛動了一下,那把鐮刀以迅雷之速橫掃而來。在千鈞一髮之際,瑪利亞側身閃過。正當瑪利亞想往前飛撲時,鐮刀再度展開攻勢。瑪利亞同樣扭身避開。

「挺厲害的嘛。」大螳螂道。

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風中的瑪利亞瑪利亞明白這敵人不好對付。她那對鐮刀的速度無與倫比,而且擅長遠距離攻擊。她是身經百戰的強手,站在她面前會有危險。瑪利亞飛向空中,在大螳螂頭頂盤旋。大螳螂的正面無懈可擊,她的弱點在於纖細的脖子。最好的做法,就是從鐮刀搆不到的後方展開攻擊,在脖子咬上一口,就能贏了。瑪利亞在空中飛行,繞到她身後,看準脖子。

大螳螂雖然體格巨大,卻以驚人的俐落動作改變方向,對瑪利亞展開迎擊。鐮刀以驚人的速杜揮出,上面有鋸齒狀的利刃,多次劃中瑪利亞的身軀,在她身上留下多道傷痕。瑪利亞在麒麟草上盤旋,找尋對手的破綻,但大螳螂始終守得滴水不漏。

這時一陣風吹來,麒麟草一陣搖晃,大螳螂就此失去平衡。瑪利亞馬上朝大螳螂的喉部咬下,但咬得太淺,沒造成致命傷。

大螳螂以鐮刀將瑪利亞甩開,從麒麟草上躍下。她看出在草上戰鬥對她不利,便想引誘瑪利亞到地面展開肉搏戰。地面四周都是濃密的雜草,無法展開瑪利亞擅長的空戰,但瑪利亞仍降落地面,接受對方的肉搏挑釁。

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「看我宰了妳。就算是最強的虎頭蜂,一旦沒辦法飛,力量馬上減弱一半。」她說得沒錯。在草叢裡,實在難以欺近大螳螂背後,只能從正面肉搏中找活路。

脖子負傷的大螳螂高舉鐮刀一揮。瑪利亞沉身避開,同時衝向她,張口大咬她的右鐮刀根部。大虎頭蜂的利牙,擁有連堅硬的青剛櫟樹皮也能咬下的力量。她將利牙嵌進鐮刀根部後,使勁一把扯下大螳螂的鐮刀。

贏了!正當瑪利亞腦中閃過這個念頭時,她的身體被大螳螂剩下的左臂鐮刀逮住。瑪利亞想甩開它,但鐮刀緊緊扣住她的身體,無法撼動分毫。儘管只剩一臂,大螳螂依然力大無窮。

「我要把妳生吞活剝!」大螳螂咬向瑪利亞柔軟的腹部。

瑪利亞轉以大顎咬向緊扣住她的鐮刀,使出渾身力氣,嵌入利牙。只聽見啪擦一聲。鐮刀硬聲折斷。瑪利亞從中脫身,撲向大螳螂,以兩腳抓住她胸膛,張口再咬她的脖子。大螳螂以斷掉的左鐮刀夾住瑪利亞,但她不予理會,以利牙一再朝大螳螂脖子狂咬。大螳螂的脖子一陣搖晃,鐮刀的力量就此洩去。

「我輸了。當初被我殺掉的那些傢伙,也都是這種死法對吧。」這是大螳螂最後說的話,而瑪利亞沒有回答。

本文摘自《風中的瑪利亞》,春天出版社出版。

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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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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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