聖誕老人如何在一個晚上把禮物分送到全世界？（下）－《空想科學讀本：科學也無法解答的超難題》

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

大家都愛聖誕老人，時序進入十二月，全世界上億孩子都歡欣期待聖誕老人；全球最慷慨的慈善老人，如何能在一個晚上把禮物送完？

首先，我們以《空想科學讀本》文中解析並推得的實際條件來看，若14 歲以下的小孩定義為「能收到禮物的孩子」，約要送出 18 億份；而為了避免孩子撞見送禮過程，聖誕老人的派送時間是 12 月 24 日晚上 10 點到 25 日早上 5 點，看起來是7個小時；實際上，一路極速飆車向西追得時差，是 32 小時。

而32 小時內送完 18 億人，換算下來每秒鐘需要送出 1 萬 6000 人；至於聖誕老人的夥伴馴鹿，必須以 1900 倍音速飛馳，才來得及繞地球一圈——顯見「一個晚上把禮物送完」是極為艱難的任務。

看著聖誕老人與時限奮戰，就跟每次看超級英雄電影一樣忘情沸騰！但理智回魂後忍不住想…咦，等一下……他為什麼不早點開始派送？！早點開工就不會變成超難題啊！

究竟是為什麼，聖誕老人明知工程鉅大，卻一定要混到聖誕節前一晚才開始工作？這一思索，就像我日常工作，蒐集個案行為特徵，檢點各種面向；終於，好像認得這聖誕老人也有的難言之隱。

你有想過聖誕老人為何總在平安夜才爆走全球分送十八億份禮物嗎? 

答案可能是：他有注意力失調／過動症

（全名為 Attention-Deficit／Hyperactivity Disorder，簡稱 ADHD）

證據一：慢性拖延 

聖誕老人西元 270 年出生，若以三十歲入行來算，已重複這職務 1721 次；一般人如此經歷，多能記取教訓，進行修正：早點開工，以防悲劇重演。聖誕老人卻是年年抱佛腳，不能不說他或有「自我調節」的重度困難。

我的會談室有很多這樣拖延問題的成人 ADHD 個案，不論是期末考當天早上才翻開書頁，還是開會前一晚才想起需要的資料還沒聚全，都是因為腦功能中的自我動機系統運作不彰，導致啟動困難（只要主觀覺得無趣，對價值就無感、對後果不在意，也就無意行動）；加上時間感弱 （低估做完一件事實際所需時間），因此總在趕「最後一分鐘」。

證據二：過度專注

但以結果看，不能不說這聖誕老人甚是厲害；能奇蹟般完成龐大任務，不只必須不食不休不眠，還要在單位時間內投以最高量的專注力。

在我們一般人常見的生理現象，事到臨頭火燒屁股，大腦會分泌腎上腺素和去甲基腎上腺素，使人體超越平時的機能與超強專注力對抗危機。但是，腎上腺素的效期多僅能維持數分鐘。所以，聖誕老人不尋常展現長時高度專注力，更像是部份注意力失調患者展現的「過度專注」（overfocusing）特徵。

與多數人對注意力問題所認知的很難專心（poor concentration）相反，過度專注這類型的患者，實是太過專心且難以轉移；一旦專注手上的事就渾然忘我，短則數小時長則數天，忘了肚子餓，忘了與人有約，別人叫喚也聽不到，身邊有危險也不知道。在特定工作場域中這樣全神貫注有時能帶來超級產值，但，它本質上仍然是自我調節不良造成的注意力問題^[註1]。

證據三：尋求刺激

多數人愛在寒冬夜裡享受爐火、早睡，聖誕老人卻愛在極端氣候滑雪奔波；遇到窗門沒開的人家，還得跳上結冰屋頂攀下煙囪。這樣驚險刺激，在典型大腦是危險；在非典型 ADHD 大腦是樂此不疲。為什麼會有如此差異？因 ADHD 者腦中神經傳導物質多巴胺（dopamine）濃度較低^[1]。

多巴胺的作用讓人有愉快感覺，不少 ADHD 成人喜歡追求感官刺激而有危險行為（比如：超速），或喜愛從事諸如競速滑雪、跳傘、賽車等等極限運動；一般人輕鬆就能得到的愉快感覺，ADHD 者卻必須以做更多事、更冒險，讓腦中的多巴胺濃度上升才能體驗。這也是為什麼在確診服用正規治療藥物（中樞神經系統興奮劑）之前，很多為 ADHD 症狀所苦的人，往往自行使用具有興奮作用的尼古丁、酒精等等物質，作為自我醫療。就此而言，聖誕老人透過超極限運動獲得 natural high 真是健康的好方法，但好孩子們真的不要效法他飆車才好啊。

證據四：衝動控制

根據多數聖誕老人的照片看來，老人家體態福氣十足。英裔美國人的傳統，聖誕老人進入人家，留下禮物，也會看到孩子們為他準備的食物…這樣，在平安夜逐門逐戶吃喝，千份萬份上億份的餅乾與牛奶全下肚！聖誕老人身為資深極限運動員，卻管不住自己的嘴巴。讓我們面對現實吧，他有不為人知的衝動控制困難。

研究^[2,3]發現 ADHD 成人有過重或肥胖風險。從小就有 ADHD 的成人男性，肥胖（身高體重指數 BMI 超過三十）機率是一般人兩倍^[4]。這和過動症特有的衝動控制不佳以及自我調節不良有關；生活環境中若隨手可得大量垃圾食物，要能成功抑止一口接一口，可能比登天還難。

證據五：過動

神奇的是，儘管肚子裡那一圈圈的餅乾與牛奶海，聖誕老人活力超級充沛，他快速移動，他哪裡都去，唯獨沒法靜靜地待在原地啥都不做——這是最廣為人知的過動症狀。

異於常人，不等於「不如別人」

基於上述這些非典型行為表現組型，筆者高度懷疑聖誕老人是 ADHD 家族的一員。不過若是要作臨床正式診斷，這些資訊還不夠。

正式的診斷除了需要考慮症狀總數或嚴重度，還要了解部分症狀是否在 12 歲前即已出現；症狀持續 6 個月以上；且必須是跨情境的負向影響：除了職場問題，這些症狀也干擾他的人際關係、家人相處或生活日常。

聖誕老人若是非典型大腦的過動症，那他善於找到（創造）一份適合自己的工作；這是能給成人 ADHD 者作為啟發的一種典範。

找到適合你大腦特性的職業

以聖誕老人為例，適合他的工作含括散播溫暖、職務單純（遞送、駕車）、工期彈性（不用固定時間／每日上班）、立即回饋（隔天就能收到感謝信）、身體活動、環境新奇多變、獨立作業，這些特性。

當你從事的工作或作業方式包含越多對 ADHD 特質友好的元素，你就越有機會在職場成功。

這篇文章寫給——每一位跟聖誕老人同樣在自己的崗位上努力不懈了一年又一年的工作者。

是如此包羅萬象、特質殊異的你我，各司其職，才能攜手成就這整個世界美好。

祝大家聖誕節快樂！

想要了解更多 ADHD 者的樣貌，及背後的執行功能困難，請見：兒童才會有過動症？從亞當．李維的經歷，來談「成人ADHD」

註解

註1：「過度專注」是一種對某物或活動展現出高強度聚焦的固著（fixation）狀態。當事人僅關注到當下感興趣的目標對象，其餘所有感官接收或訊息處理都被忽略，因而干擾到履行職責、正常的人際或生活功能。是注意力問題的其中一種類型，嚴重者甚至寫報告專心到家裡失火也渾然未覺；也常造成旁人或親密伴侶的痛苦。

參考文獻

• [1] Binkovitz, L., & Thacker, P. (2015). What does molecular imaging reveal about the causes of ADHD and the potential for better management?. Current Psychiatry, 14(9), 34-42.
• [2] Tomasz Hanć. ADHD as a risk factor for obesity. Current state of research.Psychiatr. Pol. 2018; 52(2): 309–322.
• [3] Cortese S., Ramos Olazagasti M.A., Klein R.G., Castellanos F.X., Proal E., Mannuzza S. Obesity in men with childhood ADHD: A 33-year controlled, prospective, follow-up study. Pediatrics. 2013;131:e1731–e1738. 
• [4] Cortese S., Moreira-Maia C.R., St Fleur D., Morcillo-Penalver C., Rohde L.A., Faraone S.V. Association Between ADHD and Obesity: A Systematic Review and Meta-Analysis. Am. J. Psychiatry. 2016;173:34–43. doi: 10.1176/appi.ajp.2015.15020266.

• 文／張之傑

日本位於東九時區，時間比我們早一小時，所以飛機降落東京，第一個動作就是將手錶撥快一小時。

我們 4 月 20 日在橫濱上船，當晚離開橫濱。23 日，《船內新聞》發佈調整時差的消息：「今晚臨睡前，或即將進入深夜 12 點時，請將手錶、時鐘調慢一小時。」這意味著我們進入東八時區了。

時區的劃分——和地球自轉有關，但各國不一定遵守

由於地球自轉，不同經度的國家，日出、日落的時間不同，這就是時差。在農業社會，世界各地各自訂定自己的時間。十九世紀隨著長途鐵路運輸的發展，有人提議劃分時區。1883 年，美國鐵路部門正式將美國東岸到西岸劃分為五個時區。1884 年召開的華盛頓國際經度會議，通過時區劃分，從此有了時區。

時區怎麼劃分呢？以通過英國格林威治天文台的經線（本初子午線）為零度，向東為東經，向西為西經，東西經於 180 度相遇。劃分時區時，從經線零度向東或向西，每十五度為一個時區，亦即相差一小時。從經線零度到 180 度，跨越十二個時區。我們台灣位於東八區，就是經線零度以東的第八個時區。

我們搭乘的郵輪 4 月 23 日抵達香港，30 日晨抵達新加坡，根據《船內新聞》，當天日出時間為 6 時 51 分，日出得好晚啊。查看新加坡所在的時區，位於東七區，可是我們並沒調慢一小時啊！5 月 2 日晨，抵達檳城，日出時間為 7 時 06 分，更晚了，依然沒調時間。這是怎麼回事？

原來各國的時間，並不一定遵照時區。舉例來說，中國大陸跨越五個時區，但全國都以北京時間（東八區）為準。新加坡位於東七區，馬來西亞也有一部份位於東七區，卻與北京時間一致。從世界時區圖來看，類似的情形還真不少呢。

缺了一天的報紙——跨過換日線，日子居然會憑空消失？

5 月 2 日夜晚 9 時許離開檳城。5 月 3 日《船內新聞》標頭下有一反白專欄：｢時差調整日」，今夜 12 時，將時鐘調慢一小時。早餐時桌上也放著提醒調整時差的標示。這是離開日本後第二次調整時差。由於一路往西，此後不時收到調整時差的通知。6 月 7 日船到紐約（位於西五區）時，已和台北時間（東八區）相差了整整十二個小時。

6 月 19 日，通過巴拿馬運河進入太平洋。27 日抵達復活節島。6 月 7 日抵達大溪地。一再調整時差自不在話下。7 月 10 日，《船內新聞》標頭下有一反白專欄：「因為跨越換日線，明日的日期將變更為 12 日。」11 日平空消失了！

這消失了的一天還有個小插曲。環球之旅 8 月 1 日結束，7 月 31 日整理《船內新聞》，預備返台後釘成一冊，怎麼找都找不到 7 月 11 日的。當我們找遍每一處可能的地方時，才猛然想起來，7 月 11 日因跨越換日線而消失了嘛，哪來的這天的《船內新聞》！

我們從東一路往西，所以跨越國際換日線增加一日。如果從西一路往東呢？跨越國際換日線就會減少一日。世界名著《環遊世界八十天》的最後翻盤，就是因為他們一路往東，跨越換日線時減少了一天。如果您沒看過這部世界名著，就讓我簡單的介紹一下吧。

一路向東，最終完成一場賭注：《環遊世界八十天》

英國有位名叫福克的紳士，家境富有，為某俱樂部會員。福克以兩萬英鎊與俱樂部同仁打賭，可在八十天內環遊世界，於是帶著法籍僕人帕斯巴德踏上征途。主僕二人從倫敦啟程，七天後到達蘇伊士運河，遇到英國刑警費克斯。費克斯認為福克與倫敦的一宗銀行劫案有關，於是緊隨福克主僕，並試圖阻撓他們的行程。

接著他們以十三天時間來到孟買，搭火車前往加爾各達，鐵路中斷了一段，福克買了一頭大象，穿越叢林時救出被迫殉夫的王妃娥妲。福克一行再次搭上火車，到達加爾各達全程耗時五天。從加爾各達啟航，十三天後到達香港。

費克斯見拘捕令遲遲未到，於是在碼頭附近酒館將帕斯巴德灌醉，並讓他吸鴉片，致使帕斯巴德昏睡三小時後，迷迷糊糊地被抬上船，因而未能通知主人船隻提早啟航的事。福克只好雇了艘快艇送他到上海，輾轉到了橫濱，花了他六天時間。

在日本，福克和帕斯巴德重逢，兩人帶著娥妲繼續上路，利用二十二天到達舊金山，再轉乘火車前往紐約。途中遇到野牛群擋路、印地安人搶劫火車，和印地安人槍戰時，帕斯巴德被俘。等到救出帕斯巴德，火車已經開走，只好雇用風帆雪橇，在雪原上又遇到狼群。一共花了七天才到達紐約。

然而從紐約到英國的船已開船，福克毅然搭上一艘開往法國波爾多的船，並強迫船主將船駛向利物浦。渡過英吉利海峽，抵達利物浦，卻被費克斯逮捕，扣押幾個小時後證實無罪開釋。

從利物浦搭火車回到倫敦，發覺已經超過時限，這時帕斯巴德卻發現他們提早一天回到倫敦，因為他們一路往東，越過國際換日線減少了一天。福克娶娥妲為妻，並贏得兩萬英鎊。