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你知道五月天可能是最成功的科普大師嗎?

黃俊儒
・2013/07/16 ・3309字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

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這個平台集結了許多喜歡科學,也願意談論科學的人。但是平心而論,你生活周遭的這種「科宅」多嗎?依據台灣科學教育過程中,考試領導教學而讓人倒胃口的程度,應該你會碰到更多:「DNA」,蛤?「量子力學」,蛤?「夸克」,蛤?「奈米」,應該跟池上米很像吧?…的狀況吧!

科學普及或推廣的工作如果要能夠在常民生活中生根,並進而開啟各種社會世界間的對話,其實很困難的一件工作。很久以前就有科學教育學者提出,真正的「學習科學」其實就是在學習「談科學」。也就是不管在讀、寫、推理、解題、生活中,都可以用科學的語言來進行溝通或表達。「能談」就代表科學成為你生活中的一部分,不管談得順不順、好不好、對不對;如果「不能談」,科學就不過是你生命中的過客,生不帶來死不去,哪怕你指考矇了高分。

有個著名的義大利科學傳播學者Bucchi就曾談過一個概念叫做「邊界物件」(boundary object),這東西就像是在不同的語意世界中所會共同擁有的一些資產,也許不同語意世界的人對這資產的界定各自不同,但都會對它建構出自己的意義並同時作為與其他世界溝通的基礎。例如「基因」這個科學邊界物件就是很典型的例子,它是我們大家日常生活中耳熟能詳的用語,但是在各種不同的情境中,卻可能各自具有很不同的意義。比方在生物科學實驗室、新聞媒體、商業組織、一般民眾生活等,大家都可以用「基因」這個詞來描述一些事物,意義或許有些的不同,但卻開啟了大家與科學世界溝通的可能。如果要大家透過考試來學會「談科學」,那就省省吧;但是如果可以在文化中多滲透一些好的科學「邊界物件」,那或許會有許多實現的可能。

以臺灣流行音樂界的天團「五月天」為例,2012年他們曾經在北京鳥巢體育場的「五月天2012諾亞方舟世界巡迴演唱會」中,創下單日進場10萬人次的紀錄。即使在臺灣,2008年12月在台灣中山足球場舉辦的「十萬人出頭天」演唱會,進場人數也有6萬五千人左右。當樂團主唱阿信狂放地唱著「DNA」這首歌時,其實已經成功地行銷了這個科學的「邊界物件」。因為在這個過程中,歌迷會自己去協商出這些詞彙對於自己的意義,不論它符不符合科學理論中的精確界定,民眾可以開始親近它、談論它、詮釋它。或許對於許多「科宅」而言,這根本是微不足道的科學接觸(而且五月天科學概念還不一定正確?!),但是對於許多庶民而言,這卻是他們「科學參與」的第一步(很多人可能連這一步都沒有,課本就被丟進垃圾桶了)。如果從這一個角度來看,五月天對於科學傳播工作的貢獻,甚至可能不亞於任何一場科普演講中的科學大師(有哪個大師下面有十萬人在聽的?)。這樣的說法並沒有特別地吹捧五月天之意,而是依據最近的一個研究分析,五月天的歌詞確實是所有流行樂界最具科學素養的,包括阿姆斯壯、輻射塵、DNA、地心引力、落葉劑…都曾寫進歌詞中。

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「流行文化」其實是最好行銷科學的管道,只是好景不常的是,台灣的流行文化鮮少將「科學」作為思考的對象。日本可以拍出《神探伽利略》(請注意,連片名都是厲害的邊界物件),韓國《大長今》裡面有許多厲害的植物、醫藥知識,就連大陸《甄嬛傳》中的滴血認親都有化學知識,我們台灣卻還在《風水世家》。如果再以流行音樂為例,一堆台灣流行音樂的題材中能夠像五月天這樣善用科學題材的好手其實並不多,多數的音樂創作都侷限在一些特定的主題或風格,相較於國外樂手對於科學的善用實在是差距很大。例如蔡健雅有一首〈達爾文〉的歌詞是這樣寫的:

「…有過競爭 有過犧牲 被愛篩選過程 學會認真 學會忠誠 適者才能生存 懂得永恆 得要我們 進化成更好的人 我的青春 有時還蠻單純 相信幸福取決於愛的深 讀進化論 我贊成達爾文沒實力的就有淘汰的可能 我的替身 已換過多少輪 記憶在舊情人心中變冷 我的一生 有幾道旋轉門 轉到了最後只剩你我沒分 懂得永恆 得要我們 進化成更好的人 進化成更好的人…」

詞意中雖然建構了「進化論」、「達爾文」、「適者生存」這幾個重要的科學邊界物件,並且詮釋了「進化成更好」這樣的科學意涵,但是歌曲的重點仍是在表述愛情這件事。就「邊界物件」所能夠發揮的功能而言,這類的歌詞用法理應是投入科學傳播相關工作人士所樂見的。不過如果每一首歌詞所呈顯的訊息都是這類情啊、愛的,科學與流行文化間的連結仍只會停留在一個十分表象的層面。

看看國外是如何?

再看看國外樂手對於科學的使用,首先,與「科學」相關的創作題材就多元許多。例如美國洛杉磯有一個樂團Artichoke曾經以英文字母排序的方式,依序以科學家的名字作為歌名,出版過兩張專輯(每張專輯描述26位科學家的故事),連華裔女物理學家「吳健雄」(Wu, Chien-Shiung)都是其中的一首歌(我們連吳健雄都還搞不太清楚時,國外有人把她寫成歌了)。再例如,英國另類搖滾天團「電台司令」(radiohead)也曾以歐洲的大強子對撞機為題材編寫Supercollider這一首歌。這些歌曲的題材都直指科學活動的核心,是目前台灣流行音樂前所未見的延伸觸角。

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Artichoke曾經以英文字母排序的方式,依序以科學家的名字作為歌名,出版過兩張專輯(每張專輯描述26位科學家的故事),連華裔女物理學家「吳健雄」(Wu, Chien-Shiung)都是其中的一首歌
Artichoke曾經以英文字母排序的方式,依序以科學家的名字作為歌名,出版過兩張專輯(每張專輯描述26位科學家的故事),連華裔女物理學家「吳健雄」(Wu, Chien-Shiung)都是其中的一首歌

其次,在科學知識的類型上,台灣流行音樂獨鐘天文或太空這類的科學知識類型,就像是星星、月亮及太陽等生活化的科學用語,對於其他科學知識的想像相對地貧瘠。對照歐美流行音樂所呈現的題材,例如德國Kraftwerk樂團(前陣子剛剛來台灣)所引領的「robot pop」,不論是表演形式或是音樂內容,都透過電子音樂的呈現來描述身處於資訊與科技時代中的人類處境;英國樂團OMD以當年承載原子彈去執行核爆任務的轟炸機「Enola gay」為歌名,指出人類在能源、能量上負面使用的迷思。類似這樣的科技想像所呈顯出對於科技社會的多元思維,幾乎還沒有在台灣的流行樂壇發生。

最後,台灣歌曲的歌詞即使用了科學的詞彙,但是多以感情及心情的描述居多,很少針對那個「科學活動」本身。當然,流行音樂的存在原本就不是用來「教導科學」,因此透過流行音樂來抒發情感,這是原本就可以理解的狀況。但是使用了科學的詞彙,其意涵卻多不是用來描述「科學/科技」,並且比例懸殊,這就實在匪夷所思。例如前述蔡健雅〈達爾文〉的歌詞,清一色透過進化論來說明愛情的糾葛。但是歐美的樂曲中,達爾文及進化論就可以有許多不同層面意義的述說,例如1978年美國的後龐克樂團DEVO,以反進化(de-evolution)的概念來消遣科技的發展對於人類可能帶來的違反達爾文進化論的作用;義大利Banco del mutuo soccorso樂團,以一張名為Darwin的概念專輯討論人類進化的問題;美國的「心靈矇蔽合唱團」(third eye blind)也有一首Darwin,是透過進化論的概念探討人類進化過程中信念及信仰的意義,這些歌曲都不僅是作為情感或個人心理狀態上的抒發。

流行文化擁有普遍性及深入庶民生活的特質,無疑是一個導引民眾參與科學最強而有力的媒介工具。台灣目前有許多棘手的科技議題,例如核電、能源、食品安全、氣候風險…等,都很需要一般民眾的參與意見。這些議題有許多都是需要仰賴大家在日常生活中一點一滴的累積,在養成「談科學」的習慣後,方能有更進一步的參與及決策。也就是說,我們的底層文化中,需要更多、更多的「科學邊界物件」來協助大家親近科學,這是一個需要長期累積的歷程。以核四議題為例,如果過去民眾對於核電問題壓根「很少談」,有一天大家突然瘋狂地對擁核或反核積極表態,這種像「一日球迷」般的「一日核迷」,才真需要讓人捏把冷汗。

目前台灣流行音樂所唱的「科學」很多是「單調」與「變調」的科學,距離作為一個合適與稱職的邊界物件,尚有漫漫長路。如果有一天,我們看見許多的樂團將科技議題寫進歌詞,看見偶像劇的帥氣主角是科學家,街頭藝人在展演科學魔術、電影的故事背景是海生館…,或許這會是可以慶幸科學在我們文化中紮根的時候。

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黃俊儒
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中正大學通識教育中心教授。 長期關心科學傳播的工作,主張推廣科學不能只是上對下的關係,不能只是榮耀的崇拜,更不能只是逸樂化的軟柿子。 勉勵自己仔細地在各種不同的層面上,找出科學與一般大眾、市井小民、販夫走卒間,在生命上的共鳴與交會。 著有《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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2024 臺灣科普環島列車啟程 催生科學傳播新力量
PanSci_96
・2024/10/21 ・915字 ・閱讀時間約 1 分鐘

「2024 臺灣科普環島列車」今(21)日自臺北火車站啟程,沿著西部幹線南下,將於 10 月 21 日至 26 日搭載全臺 202 所國小學生,展開 6 天的科普環島之旅。前副總統陳建仁、國科會主委吳誠文、數位發展部部長黃彥男、交通部臺灣鐵路公司副總經理賴興隆,美、荷、法、德、英國等駐臺代表、9 家車廂參與單位代表及師生們均蒞臨開幕式。

高中生成為科學傳播新力量 助力全臺科普教育

吳主委表示,自 2016 年以來,已連續 9 年舉辦科普環島列車活動,持續推動科學教育。今年活動規模擴大,火車將在 6 天內行經 17 個縣市、32 個站點,提供超過 300 項科學實驗,讓全臺學童能從小接觸科學。

更值得一提的是,近年來國科會積極邀請全臺高中學生,透過科學培訓後上車擔任「車廂關主」,帶領國小學童玩科普;高中生們由「知識接收者」轉為「科學傳播者」的角色,不僅加深其擔任小老師的使命感,也提升科學傳播、知識轉譯及組織規劃能力。

今年有 391 位來自全臺 18 所高中的學生參與培訓,其中 162 位為女學生,突破科技領域的性別刻板印象,展現女性在科學界的力量。這些科普小老師們將於 10 月 21 日至 26 日帶著全臺各縣市、鄉鎮國小學童學習更多有趣的科學實驗,為科普教育展開多面向的正循環。

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2024 年的科普環島列車很不一樣! 全民一起上列車、長知識

「2024 年臺灣科普環島列車」停靠站點及時刻表

今年臺灣科普環島列車首度開放全民上車體驗,活動開放報名迅速額滿,共有360位民眾參加,8節車廂搭載不同科技主題的特色實驗,包含今年最發燒的 AI 人工智慧、半導體、衛星通訊、以及與我們生活息息相關的隔震減震知識,都設計在車廂的科學實驗活動中,讓參與活動的學生、民眾能獲得最新最熱的科技知識。各車廂活動由台灣默克集團、友達永續基金會、瑞健醫療、ASM 台灣先藝科技、國家地震工程研究中心、數位發展部、緯創資通、聯華電子科技文教基金會和上銀科技等單位規劃設計。

國科會特別感謝各參與單位的支持與合作,讓此次活動更豐富多元。科普列車活動期間,在全國各地火車站及周邊地區也同時舉辦科學市集,歡迎各地民眾經過火車站時不要錯過難得的科學體驗機會!

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量子科技即將走入生活?最有趣的科學知識傳播 QuBear 量子熊,來了!
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・2023/07/10 ・676字 ・閱讀時間約 1 分鐘

不知從什麼時候,「量子」取代了磁場、奈米,成了時興的名詞。特別是把量子與資訊兜在一起,無論是在科學或是科技上,都深具潛力。或許有一天,我們將打開以量子位元建構的量子電腦,透過量子演算法進行各種計算,並把資訊用量子傳輸的方式傳遞出去。

這樣的日子可能真的不遠了。

為了因應量子科技時代的來臨,行政院在 2022 年 3 月宣布成立「量子國家隊」,由 17 個產學研團隊組成,包含了通用量子電腦硬體技術、光量子技術、量子軟體技術與應用開發這三大領域。

「量子熊 QuBear」身為量子國家隊的推廣擔當,針對年輕世代學子,激發量子科學與科技的興趣與瞭解,將全力推動 Quantum PAY,以三大多元管道「Podcast、 Article、YouTube」進行知識傳播,內容類型含括播客、文章跟影音短片。量子熊 QuBear 除了打造線上平台,更製作多個 quantum PAY 學習模組,努力朝著建立量子熊的微學習平台,以及建構長遠的科學知識傳播生態圈的目標前進。

最後,你或許會好奇,量子熊的名字是怎麼來的?

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量子電腦的核心技術是量子位元 (qubit)。英文發音快一點,就跟 QuBear 有點相似,於是就裝個可愛,叫做量子熊啦!

記得看到量子熊時,幫忙按讚、訂閱,還有~開啟小鈴鐺~https://www.youtube.com/channel/UCkWM3vYaCd_VoPHQ1hrUdzA

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