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亨利·福特誕辰│科學史上的今天:7/30

張瑞棋_96
・2015/07/30 ・1035字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

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福特(Henry Ford, 1863-1947)不是汽車大亨嗎?怎麼也出現在科學史上?其實,就像瓦特因為改良蒸汽機,為工業革命揭開序幕而名留青史,福特在汽車製造方式與管理方法上的創新,也改變了整個時代,其影響仍擴及現代。

福特的父親原本要他接手家中的農場,但是他自幼即對機器充滿興趣,在他12歲見到以蒸汽機驅動的農耕設備後,就夢想要製造一部在路上奔馳的機器。雖然當時蒸汽火車已經到處可見,但是蒸氣引擎過於笨重,用於汽車根本就不可行;必須等到1876年,德國工程師奧圖(Nicolaus Otto)發明四衝程循環的內燃機,才有了實用的汽車引擎。不過,賓士(Karl Benz)於 1885 年所發明的第一部以汽油為燃料的汽車,才真正算是現代汽車的始祖。

當福特於1896年打造出他的第一部汽車,並於三年後成立公司時,美國已經有許多汽車公司了。當時的汽車都是定位為奢侈品,價格高昂,福特想要製造平價的汽車,卻不夠便宜又犧牲了品質,兩頭落空,公司不到兩年就破產解散。他另起爐灶卻又因理念不合,被股東逼下台(他走後,這家公司改名為「凱迪拉克」);1903 年,他再度成立以自己姓氏為名的「福特汽車公司」,在先後推出 A 型車與 N 型車建立口碑後,於 1908 年推出堅固牢靠又平價(只要 825 美元)的 T 型車,大受市場歡迎。

隨著需求快速增加,福特於 1913 年擴建廠房,大膽改用流水線的生產方式。工人站在輸送帶旁,在汽車或組件經過面前時完成所分配的工作,如此可以省卻走動拿取工具、零件的時間,也因為重複做固定的事而更加熟練,不易犯錯。生產效率因此提高數倍,製造成本大幅降低,T 型車的售價到了 1916 年已經降到 360 美元,在未來幾年佔了美國一半以上的汽車市場。

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福特還將員工每天的工作時間降為八小時(1926 年起還改成一週上班五天),日薪從 2.34 美元加倍為 5 美元。員工因此都買得起 T 型車,從製造者也成為消費者,又有助於銷售量增加。福特的措施迫使鄰近汽車廠也提高薪資;工人所得增加,加上有車代步後,就能搬到郊區住更大的房子,形成新的城鎮與消費經濟;子女也能順利就學,提升教育水平。美國第一批中產階級於焉形成。

福特不僅改變了美國,他的大量生產的方式至今仍在全世界被各行各業採用,成為現代文明普及的一大助力。福特雖然不是發明家,卻以不同形式的發明改變全世界;2005 年,《富比世》雜誌就票選他為史上最有影響力的企業家。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 1027 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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就是要拖到最後一刻!面對報稅這檔討厭事,科學怎麼說?
Lea Tang
・2019/05/28 ・2118字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 506 ・六年級

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編按:又到了五月報稅季,你報完了嗎?這件事明明是公民的義務,但為什麼這麼讓人厭惡啊?本篇將為你解釋各種牽扯到「稅」的心理感受,一起來了解!

不到臨頭不繳稅,多拿一刻是一刻

人們實在很討厭繳稅。那感覺就像冰淇淋被老媽要求得分給弟妹幾口,超無奈又委屈。既然冰一定要分享,不如先放在自己嘴裡,等弟妹哭鬧的前一秒再塞他嘴巴(?

對於很多人繳稅也是一樣的概念,既然一定得繳,那不如拖到最後一刻,更有種賺到的勝利感。

拖,就贏了。圖/fairchild

為何人們老愛延遲繳稅?都是演化惹的禍

你可能覺得很奇怪,既然我們不可能不繳稅,那為什麼還要一直拖拖拖?

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這就不得不說到「拖延」的心理。臨床心理學家亞歷山大.羅森塔爾 (Alexander Rozental) 把拖延行為分成四大類:期望價值時間衝動。人們會因對某些任務沒有期待、或認為自己無法獲得期望中的價值而拖延;有些人覺得成果離他們太遙遠,或單純只是因為他們的個性較衝動所以會拖延。

我們不可能不繳稅,但我們可以選擇拖延 。圖/pxhere

等等,個性衝動卻更容易拖延?這聽起來有點兒矛盾啊?雖然乍看有些奇怪,但長期以來,心理學家發現到衝動的人更容易拖延,而拖延者很可能較衝動【註】。而這兩者間的關聯,是深深刻在我們的基因中的。

如果考慮到演化的歷程,那麼,基因讓我們衝動其實是非常合理的事情,我們的祖先天天要面對各種危險,當然要把握當下。不過,這項特質放到現在可就不那麼適合了。假設我們一味衝動,只專注眼下的利益而忽略了尚在未來的截止期限,則可能會帶來負面的影響與結果:因缺乏謀略而導致計畫失敗、被上司嫌棄,最後丟了工作。

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天啊!我們的拖延難道注定無法更改嗎?並不是的。研究者也發現到,如果衝動的受試者嘗試將眼光放到未來的獎勵上(例:升遷、加薪、學位)那他們比較能夠對抗自己的拖延傾向。

那不只是我的錢!更是我被剝奪的尊嚴啊!

不過,說到了有關繳稅的拖延,或許不只基因這麼簡單,而是跟「價值」與「期望」有關。人們可能因為覺得繳稅沒價值、對這個行為沒有任何期待,才一直拖到最後一刻。

那不是稅,是我被剝奪的尊嚴啊!圖/flickr

美國北伊利諾大學與加州大學的共同研究似乎可以作為參考:他們訪問了 24 名商人後發現,對中產階級的人們來說,稅收是一種剝奪公民尊嚴的手段。稅收剝奪了認真上進的中產階級者的尊嚴,卻獎勵那些富有和貧困的人。

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他們認為所得稅違反了應該獎勵認真工作的道德原則,更有受訪者表示,稅應該從任何地方徵收都行,就是別從薪水裡扣!

多繳退錢好扼腕,少退反而更傷心

把錢從我們的口袋裡掏出來的確很讓人難受,但有趣的是,退稅也不見得會讓你更開心喔。

當稅收超徵時便會退稅。根據美國 2019 年的統計:81.8% 的民眾多繳了稅金,平均會收到三千塊美金的退稅。這時,大多數人可能會感到扼腕,因為覺得這些錢本來可以拿去做其他更好的用途。欸欸,那退少一點呢?唉,退少一點也不行;當隔年收到的退稅金額少於前年時,我們會變得更不開心。

今年怎麼少退了?圖/staticflickr

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產生這種心理的最主要可能原因為:

這種意外之財是可看見的,並且超有感。

它不僅僅是財務上的意外收穫,更提供了正向的情緒波動,這種被獎勵的感覺可以抵消不能早點收回資金的機會成本。比起錢沒被好好運用,現在多拿的感覺更快樂,所以能退就多退!

 嗯所以到底是讓人少繳點好?還是多退點好?

經過上面的統整,現在有個問題要讓大家想想:今天政府決定以減稅 10% 或退稅 10% 來刺激消費,哪種較能刺激經濟?

圖/torange

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首先分別說明這兩個名詞。減稅,是指讓民眾直接少繳部分稅費;退稅,則是事後退還納稅人繳交的部分稅金。兩種方式收的稅都一樣,但退稅卻比減稅更能刺激消費。經濟學教授理查.泰勒以「心理帳戶」來說明這種現象。

人們習慣依金錢的由來、存放的地方或使用的方式,來決定金錢的分類和處理。

今天少收的稅金會被認為是自己應得的,要做原先的儲蓄規劃;而退稅則被理解為意外之財,更容易拿來花用。就像花錢,我們更傾向於花「獎金」而非「薪水」。

雖然繳稅會帶來各種心理糾結,但還是要提醒大家:該繳的稅要記得繳,可別一不小心就拖過了最後期限喔!

【註】:Genetic Relations Among Procrastination, Impulsivity, and Goal-Management Ability: Implications for the Evolutionary Origin of Procrastination

參考資料:

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  1. Why Americans Hate Paying Taxes
  2. Procrastinating on those taxes? Blame your genes
  3. Why Do People Like Getting Tax Refunds?
  4. 人為什麼會拖延?心理學家教你解決策略
  5. 同樣一筆錢,為什麼「獎金」比「薪水」更容易花掉?
  6. 拖延是衝動的演化副產物
  7. Mental accounting
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Lea Tang
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徜徉在極北之海的浪漫主義者。 喜歡鯨豚、地科、文學和貓。

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張瑞棋:我想呈現科學家榮耀的背後,和常人無異的一面
梁晏慈
・2016/03/31 ・2235字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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「以古為鏡,可以知興替。」如果能在過去、現在兩點拉出一條直線的話,未來的趨勢也有機會在我們掌握之中;當我們遇到困難時可以透過過往的經驗,幫助我們下判斷。這就是歷史的重要性!同樣的,歷史的脈絡可以幫助我們學習科學,而且還有機會發現科學家並不是我們想像中的神聖不可侵。2015 年 12 月 22 日在胖地台北,泛科學的專欄作者張瑞棋帶著《科學史上的今天》,和我們分享科學家背後鮮為人知的小故事。

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「從小到大,科學家在我們心中非常偉大,無論是哥白尼的日心說,或者證明地心引力作用一樣的伽利略。這些科學家閃耀著光芒,直到越讀越多書後才發現,光芒的背後其實存在著陰影。這些科學家們的陰影來自信仰權威以及性別。」

信仰

普遍認為哥白尼的日心說之所以不被認可,是因為宗教的打壓。然而另一種觀點是由於哥白尼認為上帝創造的宇宙應該存在著完美對稱的幾何關係,也就是軌道應該是圓形的!但這會和他觀察到的天文現象不吻合,因此與其說日心說的發表示因為教會的壓力,其實哥白尼本身的執迷才是造成學說延宕的原因。又比如提出滅絕說的居唯葉,他認為物種會因為某些災難而滅絕,另一方面在創世後仍物種繼續被創造。由於他深信聖經的創世論,甚至抨擊達爾文的演化論,導致演化論的發展備受阻礙。

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讓我們一起來聽聽科學家背後鮮為人知的故事吧!

權威

除了信仰外,有時候科學家利用自身權威、堅持己見,抑制別派學說,亦會影響科學的發展。你能想像西元十六世紀,醫生們拿著的解剖經典是出自於西元二世紀的蓋倫,且內容漏洞百出嗎?蓋倫是根據其動物解剖的經驗來推斷人體的內部構造,當然和人體的構造有很大的出入。但許多人不改抵抗權威,使得錯誤流傳千年。直到維薩留斯的出現,人體的結構才終於被了解。維薩留斯憑藉著大量的人體解剖經驗,推翻了多年來的理論,加上他有美術的長才,得以將知識快速的更新、傳播。

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另一個為人所知的例子是牛頓萊布尼茲。在微積分發展上,英國推崇地位較高的牛頓提出的流數,而非萊布尼茲的微積分,這導致英國的數學研究落後其他歐陸國家。最後一個權威造成的悲劇,讓許多產婦賠上了性命。十九世紀,醫生塞默維斯發現由醫院接生的產婦死亡率遠遠高出了由助產士接生的。他推測原因是醫學系的學生在解剖完大體後沒有清潔,而將細菌帶給產婦。然而其他高傲的醫生們認為:醫生怎麼可能害人呢?而摒棄了塞默維斯的想法。

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性別

女性在科學界受到的打壓也不少:在代數領域有傑出成就的埃米諾特,竟因其性別而無法擔任大學教授;華生看了羅莎琳.佛蘭克林的 DNA  X 光繞射圖片,終於發現了 DNA 的雙螺旋結構,並以此得到了諾貝爾獎。雖然華生得獎的時候佛蘭克林已過世,然而我們可以想像,在當時的社會氛圍下,即便她在世,女性科學家的得獎機率仍然很低;發現脈衝星的喬瑟琳貝爾其成就在天文界有目共睹,然而諾貝爾物理獎的獎座是被指導教授赫維許拿走;吳健雄透過實驗證實宇稱不守恆,但最後是理論學家楊振寧及李政道是拿到了諾貝爾物理獎。

有些時候科學家對抗的不是來自外界的輿論、權威,反對的力量反而是來自科學界:牛頓打壓虎克及萊布尼茲;愛迪生堅持使用直流電系統,並利用交流電椅製造世人對交流電的恐懼,藉此反對特斯拉的交流電系統;發明氫彈的泰勒對前主管歐本海默落井下石,聲稱歐本海默對美國不忠……

我想呈現的不只是科學家的榮耀,還有其與常人無異的一面

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跟著《科學史上的今天》的腳步,我們可以發現科學家或許只在智力上比一般人高超,但其品性仍和常人一樣:他們也會忌妒、也會排擠別人、也會為了得到權力耍手段。如果大家能用平等的角度認識科學家,去了解理論後的時代背景,那學科學就不再只是背公式和定理,而是和一段段生命故事相遇的奇幻旅程。

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梁晏慈
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梁晏慈,台灣大學化學系研究所。 喜歡聽故事、說故事,還有貓。