鼓勵創新？或許只是說說而已

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。

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。

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。

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）」：

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。

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。

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。

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。

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

新研究指出在測驗中謊報結果能讓我們跳脫傳統框架，因而在下個測驗中發揮更多的創造力。此研究發表於Psychological Science,，心理科學學會的期刊上。

「俗話說『規則就是用來打破的』，這就是創意表現及欺騙行為的根源」，主要研究人員哈佛大學商學院的Francesca Gino表示。「創意跟欺騙實際上都與打破規則有關。」

為了檢視欺騙及創意的關連，Gino與南加州大學馬歇爾商學院的同事Scott Wiltermuth，設計了一系列允許甚至鼓勵說謊人們說謊的實驗。

舉例來說，在第一項實驗中，實驗參與者必須在數字矩陣中找出同一行相加為10的兩個數字。參與者被告知依據找出數字的多寡，他們可以得到獎賞，且他們需要自行向研究人員報告測驗結果。這讓他們能夠謊報他們在測驗中的表現，然而他們不知道的是實際上研究人員能夠知道出他們在測驗中的表現。

在接下來看似毫無關係的測驗中，參與者被要求根據三個單字（如：酸痛、肩膀、流汗）找出第四個與這三者有關的單字（如：感冒）。這個測驗需要發揮創造力來做「遠距聯想（remote associates） 」；遠距聯想常被用來測試創造力。

Gino跟Scott發現幾乎有59％的人在第一個實驗中謊報答題結果。而研究人員也發現，數字矩陣測試的欺騙行為似乎與創意思考有關－作弊的人較沒有作弊的人能做出更多遠距聯想。

後續的實驗進一步證明欺騙及創造力間的關連。結果顯示，根據不同的評斷方式，在先前實驗中說謊的實驗對象都表現出較高程度的創意思考。

其它的資料也顯示作弊會預示（prime）實驗對象可較不受規範，因而鼓勵了創造力的發揮。

過去的研究把焦點放在可能導致不道德行為的因素。不久前的研究中，Gino發現鼓勵「跳出框架式思考」讓人們面臨與道德有關的難題時更有可能做出不誠實的決定。而這個實驗的重點在於欺騙行為的結果。

「某種程度上，這個關係被顛倒了」，Gino表示。「我們的實驗解釋了為何在現今社會中欺騙是如此普遍的可能原因。欺騙行為讓我們更有創造力，因此我們能找出理由為自己不道德的行為解釋，不斷跨過道德的界線。」

Gino跟Wiltermuth仍在觀察人們對創造力與欺騙混和的「創造性欺騙」有何反應。他們最初的研究指出，如果欺騙者能以極富創造性的方式欺騙的話，他們就不會被追究。

原文來源：美國心理科學協會-Dishonesty and Creativity: Two Sides of the Same Coin? [20 FEBRUARY 2014]

一項新的德國研究發現，像洗手這些簡單的清潔行為，可以幫助我們處理失敗及挫折。

科隆大學的Kai Kaspar博士檢視了人們歷經失敗後，清潔身體所產生的益處，及這個行為是否會讓人更樂觀。結果顯示，在試驗後進行洗手清潔行為的實驗對象，會比未洗手的人更加樂觀，但這行為也降低了他們之後對同領域試驗的表現。此研究刊登於Social Psychological and Personality Science期刊。

此研究中，Kaspar將98個實驗對象分成三個組。在第一部分實驗，其中兩組的實驗對象，必須解決一項不可能解決的任務。在嘗試失敗後洗手及未洗手組都感到樂觀，並且認為他們在第二次試驗中會做得更好。然而其中洗過手的群體感到樂觀的程度，遠超過未洗手的群體。

一般的結果是樂觀會導致較好的表現，但在本實驗中卻得到相反的結果。沒洗手的人比洗過手的人表現更為優秀。而如果第三個群體的人沒有經歷過挫折，且只參加第二個試驗，洗過手的人的表現則會在水平之上。

Kaspar表示，從實驗結果看來，經歷失敗、挫折後的身體清潔，或許能夠消除負面感覺，但它同時也降低了在新的試驗中努力恢復「我是有能力的」的感知的動機。因此，身體清潔似乎能讓人以較佳的心態調適失敗。

專家們則相信這個研究能讓更多人注意，日常清潔是如何影響人類行為的心理層面。

資料來源：科隆大學
原文來源：Can Washing Your Hands Enhance Optimism?– PSYCH CENTERAL [25 OCTOBER 2013]

 編按：請讓你的模擬市民經常洗澡、沐浴和洗手來保持清潔。開心度才會++噢！

作者 Lithium

你也許曾被蘋果前CEO 賈伯斯（Steve Jobs）在史丹佛大學的演講中所鼓舞：「你們的時間有限，所以不要浪費在重複他人的生活上，不要被教條束縛——那說明你活在別人設定的條條框框裡。」人們推崇創新嗎？答案似乎是肯定的。IBM商業價值研究院的一項涵蓋1500名CEO的調查顯示，他們認為在未來成功組織中最重要的領導能力，正是「創造力」[1]。

但現實卻給出了近乎矛盾的答案。許多偉大的創意，都曾遭受過同時代人的嘲笑與擯棄。相信你也曾有過費盡口舌展現創意，卻被他人無情否定的經歷。這到底是因為創意本身不靠譜，還是人們對於創新的態度，本就表裡不一？

不確定讓人們排斥創新

賓夕法尼亞大學的珍妮弗•穆勒（Jennifer Mueller）等人，發現人們有一種反創新的傾向[2]。他們設計了兩個實驗。在第一個實驗中，參與者被分為兩組，其中一組能獲得隨機的獎金。這種方式被證明能喚起這部分參與者一種不確定的感覺。而在第二個實驗中，兩組參與者首先分別撰寫一篇小短文，來支持觀點「對於每個問題，有多種正確的解決方式」或「只有一種正確的解決方式」。研究者認為，第二種觀點能激發參與者去主動減少不確定的感受。

在兩個實驗中，研究者除了直接詢問參與者對於創新和實用的態度，還採用了一種「內隱聯想測驗」的方法，挖掘參與者自己可能也沒有察覺到的潛在想法。參與者要按要求將表示創新（如新奇的、原創的）、實用（如有用的、建設性的）、好（如彩虹、陽光）、壞（如嘔吐、醜陋）的這四種詞分到屏幕上呈現的詞對中。通過比較他們將詞分到「創新／好」、「創新／壞」、「實用／好」、「實用／壞」這四種詞對的反應速度，就可判斷他們對於創新和實用的潛在態度。

創新，抵不過實用

在心理學研究中，創新常常在實用面前敗下陣來。在格羅寧根大學的一項研究中[3]，參與者既要從原創性和可行性兩方面對50條改進心理系教學的建議做出評價，還要從中選出四個「最具創意」或是「最好」的主意。分析發現，那些考慮「最具創意」的參與者，其選擇遵循著原創性的標準。但需要選擇「最好的」建議的人，卻更加關注主意的可行性。所以，當在實際做決定時，人們還是著眼在計劃的實用價值，而並未將創意作為考核標準。

這種對於創新的偏見，甚至在一向標榜培養「創造性思維」的課堂中也不例外。美國聯邦學院的一項調查讓老師們評價他們最喜歡和最不喜歡的學生品質[4]。結果那些被認為代表創造力的特點，諸如「堅決的」「愛冒險的」「個人主義的」，並不受老師歡迎。相反，代表著實際傾向的品質，如「實際的」「容忍的」「善解人意的」，卻是老師心目中的理想學生。俄勒岡大學的一項研究也發現，在課堂討論中，教師更喜歡那些與主題有關，而不是獨特的回答[5]。

創新，和挑戰共舞

當然，這樣的研究並沒有否認創新無可替代的價值。知道創新與生俱來的劣勢，踐行者反而更有可能武裝自己，說服他人接受自己的想法。當你在老闆或同事面前展現自己絞盡腦汁的創意卻得不到積極反饋，或在風險投資人面前口若懸河卻換來一個冷眼，也許情況沒那麼糟糕。聽眾可能只是沒有理解你的想法（1999年新浪在摩根斯坦利面前談到未來的戰略是建設「門戶網站」時，一位高層卻嘀咕：「他們要個門幹嗎」），他們排斥的僅僅是創新本身。既然創新常常抵不過實用，那麼詳實的計劃、可行的措施和具體的實踐，一定能為創意增分不少。

正如一位特立獨行的美國導演伍迪•艾倫（Woody Allen）所說：「如果你不是經常遇到挫折，這表明你做的事情沒有很大的創新性。」所以說，當你選擇創新的時候，也就選擇了一條充滿挑戰、險象環生的道路。創新不僅需要創造者的靈光乍現和奇思妙想，還需要他們運用毅力和技巧，去挑戰人們蘊含在潛意識中對創新的抗拒。

參考文獻
[1] What Chief Executives Really Want
[2] Mueller J S, Melwani S, Goncalo J A. (2011). The bias against creativity: Why people desire but reject creative ideas. From Cornell University,
[3] Rietzschel E, Nijstad B, Stroebe W. (2009). The selection of creative ideas after individual idea generation: Choosing between creativity and impact. British Journal of Psychology, 0(1-23).
[4] Westby E L, Dawson V L. (1995). Creativity: Asset or burden in the classroom? Creativity Research Journal, 8(1), 1-10.
[5] Beghetto R A. (2007). Does creativity have a place in classroom discussions? Prospective teachers’ response preferences. Thinking Skills and Creativity. 2(1), 1-9.

原文發表於科學松鼠會