致命甜點──《致命廚娘：不要叫我傷寒瑪麗》

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。

• 本文轉載自《科普中国 我是科学家》。作者：Nekout，編輯：YuKi。

20世紀初，美國紐約曼哈頓的空氣中，籠罩著被傷寒所威脅的恐怖。而這一切都來源於一位名為瑪麗·馬龍（Mary Mallon）的廚師。

第一個被發現的傷寒帶原者

1906 年的夏天，瑪麗在銀行家查理斯·沃倫（Charles H. Warren）紐約的豪宅中尋得了一份廚師的工作。然而，在她就職的兩週後，這一家 11 人中，有 6 人因得了傷寒住進了醫院。

在現代醫學和微生物學剛剛啟蒙、抗生素還未發明的當時，傷寒是一種死亡率大於 10% 的可怕傳染病。

為了查清家人受害的原因，沃倫雇了當時有名的衛生學家喬治·索伯（George Sober）來調查真相。索伯簡單詢問了病患，發現他們的共同點是都吃了當地的蚌，他推測可能是水產攜帶了病原體，於是草草整理了調查結果，就這麼交了差。畢竟，傷寒在當時紐約衛生條件糟糕的貧民區經常發生，他覺得這次富人家中的傷寒爆發可能只是一個意外。

瑪麗因東家的變故丟了工作，又輾轉到多戶富人家中，繼續做廚師的工作。傷寒也跟著她到處傳播。至 1907 年的 3 月，瑪麗一共服務了 8 戶人家，而這 8 戶人家，無一例外地出現了傷寒症狀。

此時，索伯有點摸不著頭緒了，在他的概念中，傷寒的出現往往與糟糕的環境和不潔的飲食直接聯繫，可這次傷寒卻連續出現在環境優渥、衣食無憂的富人家中，難不成出現了只感染富人的傷寒？

直到後來，索伯發現一個規律——這些染病的家庭都曾僱傭過瑪麗。這時他才意識到，瑪麗有可能是一位健康的帶原者。他登門要求瑪麗配合他的調查，然而卻被瑪麗痛罵，並趕出了房門。

索伯不得不求助於紐約市衛生局，迫使瑪麗配合調查，並提供了自己的唾液、糞便和尿液樣本。

檢測結果發現，瑪麗確實是傷寒帶原者。

傷寒瑪麗的出現

隨後，瑪麗被隔離在紐約東河（East River）北兄弟島（North Brother Island）上的一家傳染病醫院裡。兩年的隔離治療讓瑪麗「學乖」了，一位新上任的衛生專員同情她，並給了她一次機會重新回到社會，但警告她不能再做廚師了。

由於瑪麗並沒有其他的專長，出院幾經輾轉後，她改名瑪麗·布朗（Mary Brown），又做回了廚師。這次，她在 3 個月內傳染了 25人，衛生局又一次將她抓回了北兄弟島隔離了起來。

這次，瑪麗再也沒有恢復自由。

後來，瑪麗成了美國的「名人」，被大家稱為「傷寒瑪麗」（Typhoid Mary），甚至漫威還以她為原型塑造了同名的超級大反派。

傷寒沙門氏菌如何致病

傷寒瑪麗所攜帶的病原菌，就是大名鼎鼎的傷寒沙門氏菌（Salmonella typhi）。這種病原菌經常出現在雞蛋殼，不新鮮的肉製品，抑或是患病者的排泄物中。

得益於現代社會衛生條件的進步，特別是現代廁所的大規模普及，污水處理技術的進步以及抗生素的推廣，使得傷寒沙門氏菌的危害相比 100 年前顯著降低了。但時不時出現的食物中毒案例，仍有可能把人們打個措手不及。

那麼，沙門氏菌究竟是如何侵入人體的呢？

從某種意義上講，它們確實算得上是「有備而來」——沙門氏菌攜帶著一種叫做三型分泌系統（Type III Secretion system）的武器，形似注射器，位於菌體表面。

這個「注射器」能夠刺穿宿主上皮細胞的細胞膜，並注射入一系列效應因子（effector），像對細胞下達了「放我進來」的指令，通過改變宿主細胞的骨架，讓正常的上皮細胞敞開門戶迎接（吞噬）在外排隊等待的細菌。

上皮細胞不像巨噬細胞，它們不具有消化細菌的能耐，沙門氏菌被上皮細胞吞噬後，就像來到了桃花源，細胞內的營養物質任牠吃喝，而宿主的免疫系統又找不到它。吃完一家再換一家，引發宿主產生一系列炎症反應，並造成嚴重的病變。

免疫系統vs.沙門氏菌

傷寒沙門氏菌在成功侵染宿主細胞之前，還是需要謹慎行事——免疫系統時時刻刻都監控著宿主的身體，一旦發現外來入侵者的踪跡，就會主動對其進行剿滅。

而免疫系統識別傷寒沙門氏菌的「標籤」，就是它們那一頭漂亮的秀髮——鞭毛。

這些鞭毛的結構與三型分泌系統類似，特點是能夠像螺旋槳一樣旋轉，推動細菌四處遊走。

免疫系統一旦抓到這些「小辮子」，就會命令巨噬細胞去吞噬並消滅絕大部分入侵的沙門氏菌。

而沙門氏菌為了長期生活在人體，會想方設法不被免疫系統察覺。

比如，它們會通過刷低自己的「存在感」，向宿主的免疫系統妥協——當成功入侵上皮細胞後，就降低自身的代謝水平，靠低調行事來躲避免疫細胞的追殺。而這也很可能就是傷寒瑪麗一直攜帶著沙門氏菌卻不發病的原因。

沙門氏菌的新技能

近日，加拿大麥克馬斯特大學(McMaster University)的研究者又發現了沙門氏菌躲避免疫細胞監測的一種新的方式[3]——變「禿」。

為了防止被免疫細胞揪住「小辮子」，有些沙門氏菌選擇了拋棄鞭毛，忍痛割「髮」，從而讓自己在免疫細胞面前變成「隱形菌」。

這些沙門氏菌又是如何變禿的呢？

原來，沙門氏菌有一種名為 SsrB 的轉錄因子能夠負向調控鞭毛合成相關的基因。當 SsrB 激活時，沙門氏菌的腦袋就會變禿，雖然暫時失去了運動能力，但卻獲得了針對免疫系統的隱身技，從而躲過免疫細胞的攻擊。確實算得上是非常機（狡）智（詐）了。

犧牲了一頭秀髮的沙門氏菌，最終開啟了隱身技能，變得更加強大。

看來，變禿意味著變強大果真名不虛傳。所以還是樂觀地面對自己上揚的髮際線，和日漸稀疏的頭頂吧！

參考文獻：

1. “Dinner With Typhoid Mary” (PDF). FDA.（https://orauportal.fda.gov/courseware/FD202W100/SCORM_FD202_Module_3_Microbiology/Module_3_Dinner_With_Typhoid_Mary.pdf）
2. Marineli et al. 2013. “Mary Mallon (1869-1938) and the history of typhoid fever”. Annals of Gastroenterology. 26 (2): 132–133.
3. Ilyas et al. 2018. Regulatory Evolution Drives Evasion of Host Inflammasomes by Salmonella Typhimurium. Cell Report. In press.

• 本文原文為〈最新研究证实，变秃真的可以变强大！〉禁止轉載，如有需要，請聯繫微信公眾號《我是科学家》。

瑪麗這次遇上了對手。

她在救護車裡又踢又叫又罵，驚恐又憤怒，拉車的馬在市區一路飛馳，奔向威拉德帕克醫院。這間隔離檢疫醫院位於下東城區東十六街的東河沿岸。

瑪麗被單獨關在一間設在外面的隔離病房，房裡所有東西都是白色的：白色的牆、白色的天花板、白色的日光燈、白色的地板、白色的床和白色的小水槽。

小隔間裡設有白色的馬桶，瑪麗在別無選擇的情況下一定得使用這個馬桶。

瑪麗穿著白色的浴袍。她不得不穿，因為醫院看護沒收了她的衣服，好像她是個被收押的犯人。瑪麗也不能打電話或寫信和任何人聯絡，連布萊霍夫也不行。

對於像瑪麗這樣極端獨立自主也一直自立自強的女性來說，被關進醫院是莫大的侮辱。

威拉德帕克醫院是一間教學醫院，醫學院學生在此研究各種重大傳染病，像是麻疹、天花、霍亂、斑疹傷寒、黃熱病、結核病和傷寒。院裡的病人當然都是罹患這些疾病的人，多半來自紐約市最貧困的廉租公寓區。

瑪麗沒有犯罪，卻被警察強行逮捕關了進來，周圍都是病人，又不准與外界聯繫，還要被迫接受醫學檢驗。

她不知道醫院打算把她關多久，毫無疑問必然十分害怕。

根據梭普的解釋，拘禁瑪麗是必要的手段，因為紐約市衛生局認為她「危險而不可信賴，可能會趁機逃跑」。

貝克對瑪麗也不抱憐憫之情，她說：「如果瑪麗願意配合，讓我順利拿到樣本，可能一輩子都不會被關。是她自己惡劣的行徑導致不幸的命運。」

等到瑪麗再也忍耐不住用了廁所，看護採集了她的尿液和糞便樣本，送到衛生局的檢驗室。瑪麗的血液樣本也在沒有法院命令、未經本人同意的情況下被採集。

瑪麗的樣本被送到檢驗室由細菌學家分析，尋找傷寒桿菌。

喬治‧梭普和衛生主管機關無不期盼著檢驗結果出爐。

細菌學家在實驗室分離出瑪麗檢體中的細菌，然後加以培養，也就是在培養皿中讓細菌增生，再把細菌夾在玻璃片中，放在顯微鏡下觀察，尋找傷寒桿菌。

人類的腸道是個複雜的微生物生態系統。大腸的職責是擠出我們吃喝的食物當中存有的每一丁點液體、鹽分和養分，剩餘的殘渣就成為糞便排出體外。

為了完成職責，大腸裡面布滿數十億個微生物，這些有益的細菌幫助身體消化我們吃喝的食物。人類糞便成分中有四分之三是水、四分之一是固體；而健康成人的糞便固體成分中，有十分之三是那些幫助消化後死掉的細菌。

尿液則是由腎臟製造後進入膀胱貯藏，百分之九十五為水；在健康的膀胱中，尿液是無菌的。

細菌學家在瑪麗的尿液樣本中沒有發現細菌，但是從糞便樣本分離培養出純化的傷寒桿菌。這表示這種致命的病菌很有可能寄生於瑪麗的膽囊。

細菌學家把檢驗報告交給細菌檢驗實驗室主任威廉‧哈洛克‧派克（William Hallock Park）醫師。

派克讀了報告，打電話告知梭普這個消息。儘管瑪麗‧馬龍有著紅潤的雙頰、整齊健康的牙齒、炯炯有神的藍眼睛和白皙的皮膚，看起來非常健康，但她卻是傷寒帶原者。

這項發現使梭普欣喜若狂，印證了他之前的猜想，「那個廚娘確實是活生生的細菌培養皿。」

儘管瑪麗否認曾經得過傷寒，檢驗結果證實了她曾經在某個時候罹患這種疾病。

瑪麗是在說謊嗎？不見得。可能她得病的時候年紀很小，所以不記得，或是症狀太輕微，被誤以為是流感。或許包括瑪麗在內沒有一個人發現，她得到可怕而致命的傷寒。

不可否認的是，這是一種非常特殊的情況。當我們生病時，體內的免疫系統和細菌展開一場大戰；以傷寒來說，在百分之九十七的病例中，要嘛是傷寒桿菌戰勝、病患死亡；要嘛是免疫系統戰勝、傷寒桿菌死亡。

在少數大約百分之三的病例中，病患痊癒後，體內持續帶有致命病菌，時間可能長達數月之久。

在極少數、大約百分之一或更少的病例中，病菌和免疫系統大戰的結果是平手，沒輸沒贏。患者是康復了，但終生帶有傷寒桿菌。

在這樣的例子中，傷寒桿菌持續存活於患者的膽囊。除了一開始發病的階段，之後患者並未出現任何症狀，他們在各方面仍然正常生活，半點也沒意識到自己和正在發病的人一樣帶有病菌，更沒想到自己正在散播病菌、使人生病。

瑪麗的情況就是這樣，但是她的例子更加特殊，因為瑪麗的免疫系統似乎運作得太好，以至於連一開始都沒人發現她生病，甚至她本人也沒發現。

對喬治‧梭普來說，發現瑪麗的案例不啻是個重大突破，他說：「根據我的判斷，這顯然是一起長期散布傷寒病菌的案例，德文稱為『Typhusbazillenträgerin』。」

終於完成檢驗。梭普希望現在瑪麗會好好聽他說話，聽他闡述他的偉大構想。

• 本文摘錄自《致命廚娘：不要叫我傷寒瑪麗》，遠流出版。