【科學簡史】從必死無疑開始說起–雖死猶生的器官移植(1)

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。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《心律不整、手腳麻木，洗腎患者當心高血鉀！高血鉀控制治療解析，腎臟專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接

「有位七十歲患有糖尿病的男性患者，他第一次接受透析是因為高血鉀症且全身無力。」大雅長安診所院長呂國樑醫師表示，「後續，患者開始長期在診所接受血液透析，每週三次。但是，在非透析日還是常常出現全身無力或心跳過慢的情況，而需緊急送醫。急診的檢查結果顯示血鉀偏高，然而患者對陽離子交換樹脂的治療接受度較差，導致高血鉀問題反覆出現。」

在接受血液透析的患者中，死亡風險會隨著血鉀濃度上升而提高，且經常反覆發生，復發間隔會越來越短。「已經接受洗腎的患者，仍有可能出現高血鉀。」呂國樑醫師說，「因為洗腎患者的腎功能喪失，需依賴血液透析或腸道排出鉀離子。可是在透析後，細胞中的鉀離子可能進入血液中，如果飲食中又攝取較多鉀離子，便容易出現高血鉀，尤其在非透析日，鉀離子會持續累積。」

口服陽離子交換樹脂可以吸附腸道中的鉀離子，阻止其被人體吸收，不過可能造成便秘、潰瘍等腸胃副作用，而且因為顆粒粗、口感常被認為類似沙子，導致患者服用意願較低。晶體鉀離子結合劑的專一性高，對鉀離子的結合能力遠高於鈣離子或鎂離子，因此療效較佳且副作用較低，適用於慢性腎臟病患者、心衰竭患者，以及長期接受血液透析的患者。不僅能快速降低鉀離子濃度，且有良好的耐受性。醫師會根據患者的狀況調整劑量，請遵照主治醫師指示服藥。

一般成年人血液中的鉀離子濃度介於 3.5 至 5.5 mEq/L，當鉀離子濃度偏高時，稱為高血鉀症（Hyperkalemia）。呂國樑醫師指出，鉀離子是維持神經傳導與肌肉收縮的重要離子，血液中的鉀離子大部分由腎臟透過尿液排出，少部分由腸道排出。若是腎功能正常，血液中的鉀離子濃度可維持在正常範圍內，但是腎功能不佳的患者，若食用到高鉀食物，例如菠菜、香蕉等，便容易出現高血鉀的狀況。

鉀離子濃度過高或時高時低可能出現多種症狀，包括噁心想吐、腹瀉、手腳麻木、肌肉無力等，嚴重可能導致心律不整，甚至心跳停止、猝死。

高血鉀的治療策略包括實行低鉀飲食、調整藥物、口服晶體鉀離子結合劑或陽離子交換樹脂等。「有患者會抱怨低鉀飲食影響食慾，導致心情低落。」呂國樑醫師說，「家屬在得知有晶體鉀離子結合劑能幫助降低血鉀、減少飲食限制後，便決定開始使用，讓患者的胃口變好，精神也有了改善。」「腎素-血管張力素-醛固酮系統抑制劑」（RAASi）常用於控制血壓、保護腎臟和心臟，但是可能導致鉀離子留存在體內，而需要調整藥物。

洗腎患者在採用低鉀飲食時，要注意營養均衡，可以吃米飯、蛋、豆、魚肉等，要避免乳製品、香蕉等高鉀食物。呂國樑醫師提醒，請務必依照指示服藥，並持續監測血鉀濃度。降血鉀藥物的進步，不但讓高血鉀患者在治療上有多種選擇，也有助於提升其治療成效與服藥意願，降低高血鉀的風險且兼顧生活品質！

洗腎患者的高血鉀雖不一定會隨時有症狀，不易留意但卻是不可忽視的重要危險因子，最嚴重可能造成心跳停止與死亡，若有任何疑慮請務必與主治醫師討論相關治療建議。

筆記重點整理

• 鉀離子是維持神經傳導與肌肉收縮的重要離子，鉀離子濃度過高或時高時低可能出現多種症狀，包括噁心想吐、腹瀉、手腳麻木、肌肉無力等，嚴重可能導致心律不整，甚至心跳停止、猝死。
• 晶體鉀離子結合劑的專一性高，對鉀離子的結合能力遠高於鈣離子或鎂離子，因此療效較佳且副作用較低，適用於慢性腎臟病患者、心衰竭患者，以及長期接受血液透析的患者。不僅能快速降低鉀離子濃度，且有良好的耐受性。醫師會根據患者的狀況調整劑量，請遵照主治醫師指示服藥。
• 陽離子交換樹脂可以吸附腸道中的鉀離子，阻止其被人體吸收，不過可能造成便秘、潰瘍等腸胃副作用，而且因為顆粒粗、口感常被認為類似沙子，導致患者服用意願較低。
• 高血鉀的治療策略包括實行低鉀飲食、調整藥物、口服晶體鉀離子結合劑或陽離子交換樹脂等。「腎素-血管張力素-醛固酮系統抑制劑」（RAASi）常用於控制血壓、保護腎臟和心臟，但是可能導致鉀離子留存在體內，而需要調整藥物。

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《心律不整、手腳麻木，洗腎患者當心高血鉀！高血鉀控制治療解析，腎臟專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《小心流失營養、腎性貧血，透析後營養補充重點提醒，腎臟專科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接

「有位 80 歲的伯伯已經洗腎五、六年，因為牙齒不好幾乎以流質食物補充營養，但近期開始出現腸胃不適的狀況，除了拉肚子外，也吃不下東西，在三個月內體重下降 5 公斤，結果有一次伯伯從輪椅站起來的時候跌倒，造成股骨頭骨折，目前還在住院治療。」舒民診所院長王舒民醫師表示，接受血液及腹膜透析除了排除體內的代謝廢物與多餘的電解質外，胺基酸、微量元素、水溶性維生素，如 B1、B6、B12 與葉酸等，也可能在透析過程中流失。

「後來抽血檢驗發現，伯伯血中的白蛋白濃度已從 4.3 mg/dL 降到 3.5 mg/dL 且出現腎性貧血，建議他要適時使用營養補充品。」除了攝取足夠的熱量、蛋白質，需要補充維生素 B12、葉酸、肉酸與牛磺酸等重要營養素，有助於維持肌肉張力，減少跌倒或者住院的風險。

倘若蛋白質和熱量攝取不足，身體就會開始消耗體內肌肉蛋白根據統計約有一半的慢性腎臟病患者會面臨「蛋白質-熱量耗損」的問題，患者可能出現噁心、嘔吐、體重減輕等狀況。蛋白質-熱量耗損當然會影響生活的品質，會使病人的住院率、死亡率上升。對慢性腎臟病患者而言，蛋白質-熱量耗損是重要的預後指標。

「每次血液透析約會流失 6 至 8 克蛋白質，如果沒有適當補充蛋白質，讓身體長期處於營養的負平衡，可能導致肌肉萎縮、肌少症，並衍生一些不必要的併發症。」王舒民醫師提到，近年來因透析患者罹患肌少症而導致死亡率增加故非常受到重視，提醒透析患者必須攝取足夠蛋白質，建議攝取量為每天每公斤體重 1.0-1.2 公克；熱量攝取也非常重要，建議攝取熱量是每天每公斤體重 30 至 35 大卡。以體重 60 公斤腎友為例，每天需要攝取 1800 至 2100 大卡，如果無法攝取足夠熱量，可以適時補充營養品，營養品內會添加維生素及微量元素，對於患者來說也很方便。

透析患者營養補充重點提醒

王舒民醫師建議透析患者可以選擇高熱量、高蛋白質含量、富含肉酸及牛磺酸、維他命 B12、葉酸的營養品。「由於透析患者容易出現腎性貧血，可能影響生活品質、增加住院及死亡率，建議補充維生素 B12、葉酸，幫助紅血球生成，維持好氣色。脂肪攝取責建議選擇不飽和脂肪酸，減輕身體的負擔。

補充肉酸能幫助血紅素合成，降低紅血球生長激素施打的劑量。血紅素上升可以改善病人的生活品質、減少心臟的負擔。若病患要使用營養品，請務必跟醫師、營養師討論，確認配方是否適合。

貼心小提醒

慢性腎臟病患在洗腎前跟洗腎後，一定要調整攝取蛋白質的觀念。王舒民醫師表示，在洗腎之前，蛋白質攝取量約為每天每公斤體重 0.8 公克，以減少腎臟負擔，延緩腎臟功能的惡化。開始洗腎後，就要調整蛋白質攝取量至每公斤體重 1.0-1.2 公克。

若無法攝取足夠的熱量、蛋白質，可適時使用營養補充品。醫師提醒維生素 B12、葉酸、肉酸與牛磺酸等皆是重要營養素，能幫助腎友維持代謝與活力，改善生活品質！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《小心流失營養、腎性貧血，透析後營養補充重點提醒，腎臟專科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接