難怪要害羞？會氣噗噗放屁的含羞草

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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放屁和打嗝居然有共同點？

為什麼放屁會臭？因為大腸裡的細菌分解食物，產生硫醇和硫化氫等臭味氣體。硫化氫被形容是「有如臭雞蛋」，這也是溫泉飄著臭味的原因。對於細菌來說，這種作用是生存的必要活動。

有了這方面的常識，很容易會誤以為「屁是腸子裡產生氣體」，但並非如此，屁大半是從嘴巴吃進去的空氣。

我們在吃東西的時候，會把空氣一起吃進肚子。進入胃的空氣，一部分會逆流從嘴巴排出，一般稱之為「打嗝」，醫學上稱之為「噯（ㄞˋ）氣」；剩下的空氣就和食物一起到小腸，藉由腸蠕動不斷往下，最後連同大腸內的臭味氣體一起從肛門排出，這就是屁。

吃東西又急又快，就很容易吃進空氣。吃下去的空氣量多，當然打嗝和放屁的次數也會增加。雖說如此，進食時也不可能完全都不吃進空氣。

進行腹部斷層掃描時，每個人的腸道裡一定都有空氣。量的多寡因人而異，有人多、有人少。但是以健康的人來說，腸道內完全拍不到空氣是不可能的。不管吃東西時多慎重，一定會吃到空氣。

肚子咕嚕咕嚕叫不一定是肚子餓？

空腹時肚子會叫，大家一定都會有這樣的經驗。但是其實不限於空腹，肚子其實經常會「叫」。證據就是拿聽診器聽腹部的時候，只要是健康的人，聽起來都會咕嚕作響。我們覺得「肚子在叫」時，是只有「聲音大到不用聽診器也聽得到」。

肚子的聲音主要是腸道（大腸和小腸）搬運食物所發出的聲音。腸子隨時都在蠕動，但主要還是有二種模式，一是空腹時的「空腹期收縮」，另一種是進食後的「進食期收縮」。

腸道的收縮力在空腹時更大，從胃、十二指腸開始的收縮會一路傳到小腸末端，這是為了要讓腸道內殘留的胃液和腸液往下游送出，為下一餐做準備。這也是為什麼空腹時比較容易聽到腹鳴的理由。

當然，在肚子不餓時也可以聽到腹鳴，這是腸道不斷在運動的緣故，不需要大驚小怪。腸道運動活潑，代表很健康。

進行腹部手術的時候，打開腹部就會直接看到腸子，此時腸道蠕動聲真是非同小可。平常都是隔著腹部聽到的聲音，沒有遮蔽物後變大聲很正常，而且是整個手術室都聽得到的大音量。

大家可能認為聽診器都是拿來聽胸部，但像我這樣的消化器官專科醫師，拿聽診器來聽肚子的機會更多。

食物又不會偷跑，為什麼總是「剛吃飽」就想大便？

吃完飯後沒多久一定會有便意，你也有這種經驗嗎？

很多人都是在家吃了早餐後，上完大號才去上班。但應該也有本來沒有便意所以直接出門，結果走著走著卻便意襲來而後悔不已的經驗吧？

午餐後也一樣。我經營的醫療資訊網站有解說排便相關的文章，點閱率非常明顯的集中在平日中午十二點到下午一點的時候。這個時間帶排便的人很多，想當然耳搜尋「腹瀉」、「血便」也會增加。

「用餐後就想大便」乍看之下理所當然，但仔細想想卻很不可思議，因為食物不可能那麼快就變成糞便。

慢慢地消化，經過腸道運動往下運送，也要一到兩天才會排出糞便，不可能像削鉛筆機那樣，把積存在腸道內的糞便推出去。

如前所述，食物會在胃裡稍作停留，然後才徐徐進入十二指腸。也就是說進食後感到便意而去上廁所的時間點，食物大部分還在胃裡。

那麼為什麼進食後會有便意？事實上是因為「食物進入胃部會促進大腸蠕動」，這稱為「胃結腸反射」，也就是吃東西的時候，大腸內積留的糞便就會反射性地往下運送，所以會感到便意。

當然，這還是會有個體差。平常便祕的人可能會想，如果能這麼容易有便意就好了。每個人對胃結腸反射的反應不盡相同。

——本文摘自《了不起的人體：如此精妙，如此有趣，說不定還能救你一命》，2022 年 7 月，如何出版，未經同意請勿轉載。

• 作者／湯姆．巴特勒－鮑登（Tom Butler-Bowdon）；譯者／王曼璇

在《一次讀懂哲學經典》這本書中，作者湯姆•巴特勒－鮑登想要透過五十本哲學經典，帶領讀者認識哲學世界中啟發不同世代人們的各種觀點和思想。本文中我們轉載了關於《鬼扯連篇》的介紹。

二〇〇五年，一本只有六十七頁的書意外躍上暢銷書之列，它似乎挖掘出美國及英國發動第二次波斯灣戰爭中大眾對此的恐慌，而它的訊息也在特定事件之外得到共鳴。

哈里．法蘭克福，一名普林斯頓大學的道德哲學教授說，我們周遭圍繞著屁話，但我們看不出這是什麼，所以我們需要一個放屁理論。

放屁與欺騙哪裡不一樣？

法蘭克福問，是否放屁就和「鬼扯」一樣。

一九八五年馬克斯．布萊克（Max Black）所著之《鬼扯連篇》（The prevalence of Humbug），定義鬼扯是「欺騙的錯誤陳述，欺騙的成分較少，主要是裝腔作勢的話語或舉動，大多是某人自己的想法、感覺、態度。」

放屁與鬼扯相似，都是故意誤導的企圖，但沒有徹底的謊言。

放屁也是一種裝腔作勢，是有意識地扭曲人看清情勢的錯誤陳述。

因此，鬼扯與放屁都是意圖創造我正在思考或相信某事的印象，即使我沒有站出來實際地說出口。在這個差距中，即使我沒有說謊，不信任感也會出現。鬼扯的主要目的不是透過改變「事實」，創造不同的現實，而是讓別人對說話者有不同的看法。

舉例來說，大型政治演說的目的不是述說世界實際的樣貌，真正的目的是讓演說者看起來就像個愛國、高尚的人，甚至是道德捍衛者。

法蘭克福的結論是，鬼扯並沒有捕捉到放屁的真正本質。他引用美國詩人朗費羅（Longfellow）的詩句解釋：「藝術的往昔時光／工匠無不細心雕琢／每分每秒無微不至／因為上帝無所不在」，一個固守舊風的工匠不會做出讓人印象深刻的事？恰恰相反，他們會確保每個細節都是精確的，沒有人可以找出他們工作的痕跡。反之，粗製濫造的物品都是放屁，過程中沒有顧慮到時間、工匠、照護的細節，一切都希望得到短期效應，只有製造者因此受惠，品質和耐久性都不在考量之內。

法蘭克福提到一段費妮雅．帕斯卡（Fania Pascal）與他的朋友維根斯坦的回憶，費妮雅在醫院進行扁桃腺手術時，維根斯坦打電話給她，她對維根斯坦說，手術後她覺得自己就像「被車輾過的狗」，維根斯坦不以為然地說：「妳根本不知道被車輾過的狗是什麼感覺。」維根斯坦的重點並不是狗的感覺，而是一個語言分析學者認為帕斯卡並沒有善用語言，她既沒有好好地陳述自己的感覺，也不能知道狗的感覺。雖然維根斯坦的反應的確太大，法蘭克福卻運用這個故事，更新他的放屁定義：這不是單純徹底的謊言，經常也不是謊言，而是不關心事物是否為真。

騙子跟屁話藝術家的不同在「公牛時段」中（一群男人聚在一起談論女人、政治、運動或車子等等），目的並不是為了揭露或陳述任何偉大的真理，談論這些只是為了開心，就像這個動詞「說屁話」，可以只是顯露一個人個性的方式（遠離對某個主題下結論或承諾的世界）。這或許是個聰明的方法，然而，這種自我意識的桌邊對談，沒有人關心真理，就成為一個人存在的方式。想要好好地生活，我們就需要真相，有些人光說不練時，我們就會被激怒。

法蘭克福說：「說謊是極端專注的行為。」這種行為可與工藝元素相關，因為我們必須對所知的事實及公認的道德創造不信任。因此，騙子「為了發明謊言，讓我們認為他知道的是真相」。

反之，一個人想要在生活中透過說屁話的方式擁有更多的自由，他們不需要根據事實編造謊言，比起「建構一個故事」，他們說出來的話甚至不需要與事實或虛構有關。他們有更多的創造力，比較恰當的比喻是藝術，而不是工藝。屁話藝術家不需扭曲或改變事實，因為他們支持或證明自己要做的事，以自己的方式編撰自己，成為自己的主人，不像騙子或誠實的人，說屁話的人一點都不關心事實，事實只有在能幫助他們「逃脫懲罰」時才變得重要。有鑑於此，法蘭克福說：「比起謊言，屁話才是真實的最大敵人。」

哪來這麼多屁話啊？

法蘭克福承認，我們無法說現在的屁話是否比以前多，但肯定的是現在的屁話「不可否認地多」。其中一個原因是，我們許多人被迫談論所知不多的事。民主政體中，我們被期待對各種政治議題有自己的意見，所以我們建議大家避免說「不知道」。此外，我們活在相對的世界中，可以辨別及孤立真理的信念本身就很可疑，揭露什麼是正確的理想，已被真誠的理想取代：

「個人已不是將尋求一般世界的精確表達為首要目標，反而轉為嘗試提供自己的誠實表述，確信現實沒有與生俱來的天性，人們希望辨別事物的真相，而致力於讓自己的本性成為真實。」

雖然法蘭克福並沒有提到他，但我們可以說這種特殊的廢話起源於哲學家蒙田，蒙田非常坦然地說，事實上他對世界所知甚少，所以只好回頭檢視他確實知道的事物：自己。法蘭克福指出這個觀點中的瑕疵：我們不能一邊說我們有對自己正確、真實的觀點，同時又說其他事情沒什麼可說的。反之，我們是越了解這個世界，越可能揭露自身的真相。

總評

謊言會讓人震驚或驚呼，但我們會接受它，畢竟它與人類的本性一致。然而屁話，特別是它從個體擴展到組織、政府，就是不正當的行為，是人性的腐敗。拒絕「真理的權威」，接受販售或編織故事會導致如希特勒、柬埔寨共產主義者波布（Pol Pots）這類狂人崛起，他們渲染歷史，讓它看起來如此迷人，因而吸引百萬追隨者。

屁話很重要，所以才發展為放屁論，法蘭克福為哲學做出重大貢獻。當然，也有人以別種方式寫作這類主題：例如說，哲學家沙特給我們「本真性」概念，但這是另一本冗長、艱澀的書中提到的概念。如果有更多哲學家可以用通俗的用語，寫一本非常簡潔的書，例如《放屁》，他們對一般人的影響力必會增加許多。

哲學家──哈里．法蘭克福

法蘭克福出生於一九二九年，一九五四年在約翰．霍普斯金大學（Johns Hopkins University）取得博士學位。先在耶魯大學（Yale University）、洛克菲勒大學（Rockefeller University）任教，後在普林斯頓大學取得教職，在該校擔任道德哲學教授直到二〇〇二年。他的學術興趣領域包括笛卡爾哲學中的理性及真理、自由意志決定論議題（特別是對道德責任的暗示）、同理心及愛。其他著作包括一九八八年《事關己者》（The Importance of What We Care About）、二〇〇四年《愛的理由》（The Reasons of Love）、二〇〇六年《真話》（On Truth）、二〇〇六年《認真待己、好好做人》（Taking Ourselves Seriously and Getting It Right）。《放屁》最早出版於一九八六年文學季刊《拉里坦》中。

——本文摘自《一次讀懂哲學經典》，2019 年 6 月，時報出版