磁碟格式化檔案就沒了嗎？數位鑑識如何找回失落的檔案？

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

• 慕容峰│從事數位鑑識工作多年，在分析證物的過程中，彷佛側耳傾聽證物娓娓道來一般，同時審慎客觀地仔細分析察看，即便是旁枝末節也不輕易放過，浸淫其中而樂此不疲。

當提到不小心刪除檔案了，多數人的直覺反應會是「完蛋了」，接下來的念頭通常是「還救的回來嗎？」在回答這個問題之前，先讓要大家了解的是，當檔案被建立或刪除時，背後的處理機制有何玄機。

檔案系統的機制就像是餐廳的訂位系統

儘管檔案系統（File System）的種類眾多，常見的如 FAT、NTFS、Ext2/3/4、HFS/HFS+，但以數位鑑識的觀點來看待這些檔案系統，當掌握了其特性之後，你會發現它們其實很單純，皆是有著猶如餐廳訂位系統般的運作機制。

大家應該都有在餐廳訂位的經驗，當訂位完成時，訂位系統已註記了你所預訂的是哪一廳的哪些座次，這就與檔案系統的機制不謀而合。為了單純化起見，以下就以 FAT 這個檔案系統為例以有效地說明。

當檔案被建立時，檔案系統會記錄此檔案的相關屬性值及儲存資料內容。而存放資料內容的基本單位，便是所謂的「cluster」，我們可以把它想像成是一個個的容器，即猶如一個個的餐廳座位一樣。當檔案愈大，就好比是聚餐的參與者愈多，需要更多的座位一般，檔案系統就會為其配置更多的 cluster以存放該檔案的資料內容。

此外還會在「directory entry」記錄此檔案的檔案名稱、副檔名、起始 cluster 號碼，及檔案大小等屬性值。並於FAT表註記該檔案所佔用的 cluster 編號是幾號到幾號。此一目的在於標記這些 cluster 已被佔用，就像是餐廳的座位若已被訂走就無法將其再開放讓其它人來訂一樣，如此才能確保檔案系統運作順遂。

當然了，一個資料量很大的檔案所佔用的 cluster 號碼可不見得是連號的哦，這部份亦可由FAT表中看出端倪。就算不是連號各位也不用為檔案系統操心，在FAT表中的記錄足可以串連出一個檔案所佔用的所有 cluster 無誤。

如下圖所示，D槽的磁碟標籤為「Disk」，目前裡頭有 2 個檔案，分別為「file1.txt」及「_News.txt」，留意一下 2 個檔案的大小。由於txt是明文形式的檔案內容，以這種純文字檔來為各位說明最是簡明易懂。

或許有人會有疑問，怎知道這 2 個檔案各是佔用了多少 cluster 呢？沒錯，這就牽涉到 D 槽在格式化之初，所選擇的「配置單位大小」。下圖便是 D槽這個分區目前的配置狀況，由「Bytes per cluster: 2048」可清楚的得知一個 cluster 的大小是 2048 bytes，至於「sector」在此暫不論及，以免讀者們混淆不清就更是摸不著頭緒了。

我們就先來看看 file1.txt 好了，使用hex editor工具來查看 D 槽，file1.txt的資料內容及hex值如下圖所示，而其檔案大小為0.6KB，對照前述D槽的cluster資訊，便可輕易推導出file1.txt只佔用了一個cluster。

那要如何得知它佔用的是哪一個cluster呢？接著我們來看一下directory entry，如下圖所示，紅色框住部份便是file1.txt的相關屬性記錄，而其中綠色框住部份的「02 00」，便是此檔案的起始cluster號碼，由於其為Little Endian的定序。經轉換後得知file1.txt的起始cluster號碼為「2」。

接著我們便可定位到FAT表中的cluster 2，如下圖紅色框住部份所示的值，即是file1.txt這個檔案在檔案系統中的「訂位記錄」了。

但由於這檔案很小僅佔用了一個cluster，我們再看看_News.txt有何不同。_News.txt的文本內容及hex值如下圖所示，此檔案的大小為2.9KB。

聰明的讀者們至此應該已經知道了，它佔用了一個以上的cluster，那要如何得知它佔用了哪些個cluster呢？如同前述的作法，我們要先得知它的起始cluster才行。來看一下它的directory entry便知道了，如下圖所示，_News.txt的起始cluster號碼是「5」。

再定位到FAT表中的cluster 5，如下圖紅色框住部份所示的值，其中「06 00」即表示它不僅佔用了cluster 5，同時也佔用了cluster 6。而其後的「FF FF」即表示結尾之意。

或許會有讀者感到好奇，file1.txt的起始cluster是2，且它只佔用一個cluster，而_News.txt的起始cluster卻是5，為何不是3呢？原因很簡單，因為cluster 3及cluster 4早就被佔用了，如下圖所示，佔用這2個cluster的分別是資源回收筒及其下的檔案desktop.ini。

刪除檔案所產生的變化

那刪除檔案會產生何種變化呢？如同餐廳訂位系統一樣，若用餐畢離席時，原本被佔用的座位就可以空了出來，再開放給其它人訂位。我們就來看一下把file1.txt及_News.txt 刪除之後的變化，如下圖所示，此時 D 槽在檔案總管中已空無一物。

若查看 file1.txt的 directory entry，發現 file1.txt 的檔案名稱已變的不易辨識，沒錯，原因即就在於下圖紅色框住的值已變成了「E5」之故。

那麼 _News.txt 是不是也有相同的變化呢？是的，其directory entry的起始值也變成了「E5」，這便是FAT檔案系統中檔案遭到刪除後所呈現的特徵值。

值得留意的是，除此之外，其它像是副檔名、起始 cluster、檔案大小等屬性值並未受到影響。但是，剛為各位說明了這 2 個檔案既被刪除，其原本佔用的cluster就該釋出而不能繼續佔用了，我們接著觀察一下 FAT 表是否有相應的變化。如下圖紅色框住部份所示，沒錯，這 2 個檔案本來佔用的 cluster 皆已被註記為「00 00」，代表已釋出，那些cluster可再被其它新進來的檔案去佔用了。

當然了，一般人最關心的仍是，有沒有機會救回這 2 個檔案的原有資料內容呢？答案是「有機會」的，只要是在尚未被新資料內容給覆蓋之前，都有機會可救回。下圖所示便是 file1.txt 的資料內容，目前仍完好如初。

再看_News.txt的內容如下圖所示，亦是完好如初。因為當刪除檔案之時，資料本體尚在，只是儲存資料的容器遭釋出可允許新資料寫入。這也就是我們常說的，傳統硬碟（SSD除外）的資料救援有著較高的成功機率之故。

但要留意的是，究竟是比較早刪還是比較晚刪的檔案內容易遭到覆蓋，則未有定論，畢竟這是作業系統及檔案系統在進行處理，非人為能夠介入決定。

數位鑑識是一門嚴謹的科學，當鑑識人員對電子跡證的本質有了更深入的了解，便能在需要對證物中的遭刪除資料進行回復時，採取穩當而有效的措施。

參考資料

• Forensic Wiki – FAT
• Forensic Wiki – Recovering deleted data
• Forensic Wiki – Little endian

在上集的李世光老師說故事中，NASA的工程師以「If you cannot fight it, join it」的思維出發，聰明地捨棄柏油和水泥，為承載火箭的履帶車鋪了一條不容易產生皺摺（corrugation）、又能輕鬆整理的石頭路，火箭才能夠一路平穩地從棚廠前往發射台，背著人類的太空夢飛向宇宙。

在1970年代，NASA工程師為了避免地面的皺摺改變了鋪路的材料，到了1980年代，車道上的皺褶也讓深陷磁碟機出廠危機的IBM科學家找到解決方法，讓磁碟機的性能持續提升，迅速全面取代磁帶機在電腦記憶體的地位，並且促進商業資訊的連結。所以corrugation是個考試必考的重要的現象嗎？No no（搖手指），他們從生活現象聯想到的解決辦法，是在說明科普知識對科學家來說有多重要！這故事要從磁帶機和磁碟機的身世說起，很久很久以前……

Think Out of the Box，磁碟機海放磁帶機

電腦使用磁帶機的歷史可以追朔到1950年代初期，發明於1928年的磁帶是一條又長又軟的塑膠帶，上面有用來存資料的磁性物質，磁帶機讀取或改寫磁帶上的資料時，就像拉開一條捲尺尋找某個刻度，如果要修改一次資料，就要捲動一段長長的磁帶才能找到資料存放的位置；在家用電腦開始普及的1980年代，當時最先進的磁帶機運轉速度可以達到超過音速的每秒350公尺以上！假設某筆資料存在磁帶的1000公尺處，只要約三秒鐘就可以讀到資料，這種比超音速飛機還快的驚人速度，「以科技的角度來看，實在很不得了！」李老師說。

雖然磁帶機已經加足馬力跑到音速，但三秒鐘讀一筆資料的速度對一秒鐘幾十萬上下的商業市場來說還是太緩慢了。想像你去銀行要存入現金到自己的帳戶，銀行電腦中已經有你的身分證字號、帳號、存款金額等資料，現在要將原本存款的1000萬增加為1001萬元，僅僅是更動這一個數字，就要等電腦跑3秒鐘，如此低速的系統絕對無法用來建構做為今日商業行為基礎的關聯性資料庫（Relational Database），這個高速運轉的世界需要更快速的記憶體。

時間到了1980年代末期，另一種形式的記憶體——磁碟機自1956年誕生於IBM後，也歷經了30年的進步，尋覓時間（seek time）縮短到14毫秒，表示磁頭從靜止、以400倍重力加速度來加速移動到資料儲存的位置，再以同樣驚人的減速度來讓磁頭停止到震動不影響資料讀取的狀態，平均只需要約百分之一秒，相較於磁帶機讀取資料所需的3秒，磁碟機簡直快到讓磁帶機看不到車尾燈。其實磁碟機的磁頭飛行時最大速率遠不及磁帶機的音速，只有不到10m/s，其迅速讀取資料的原因不是移動速度，而是幾何結構的改變：從磁帶的一維結構（線）變成磁碟片的二維結構（面），以旋轉的磁碟片搭配在上面左右擺動的磁頭，就能隨意讀取資料，不需要從頭開始尋找存取位置，讓磁碟機成為歷史上第一個大量商業化的隨機存取記憶裝置，也逐漸取代磁帶機的地位。「『Think out of the box』是很重要的，磁帶機跟磁碟機的競爭就是這樣。」李老師說。

出廠危機挑戰科學家的科普力

1980年代末期，在IBM宣布最新型磁碟機3390即將誕生後，包括台灣11家新設立的銀行，全世界都在引頸期盼，希望這個高速的記憶體能促進商業資料的連結，然而3390在正式出廠的前夕卻發生重大危機，3390幾乎難產。

「我們預計產品壽命要有7年，但出廠前估算出來產品壽命卻只有3個月！」李老師眉頭一皺，「這個產品有多值錢呢？IBM一年可以靠它賺幾十億美金！」平均出貨時間延遲一天就等於幾億台幣的營利損失，研發部門的科學家全部上緊發條，想辦法盡快排除問題。3390有以下幾個異常現象：

1. 碟片上有磁頭撞擊的規律損害。
2. 碟片上的潤滑油產生規律的油滴。
3. 磁頭黏在磁碟上，無法起飛。

若說磁帶機的成敗在磁帶的轉速，那磁碟機的奧秘就是如何讓磁頭跟碟片維持微妙的距離。磁碟機的主角是磁頭和碟片，存放資料的碟片是金屬的圓形薄片，上面鑲滿奈米等級的「小磁鐵」，資料的磁頭上有微小線圈能產生磁場，磁頭發出的磁場會改變碟片上小磁鐵的方向，電腦則把每個磁場方向的改變轉化為自己的語言：0 和 1。3390的磁頭以數十奈米的高度懸浮在碟片上空，這個飛行高度跟空氣分子間的平均間距相去不遠。為什麼要靠這麼近呢？由於距離會影響磁場大小，磁頭跟碟片靠得越近，碟片感應到的磁場面積越小，同樣面積的碟片上資訊就越密集，所以科學家要讓磁頭如下雨前的燕子一般低飛在碟片表面，盡可能提高磁碟的空間儲存密度。

要讓磁頭如燕子般優雅的飛行需要非常精密的高科技。碟片旋轉時會上下震動，以3390來說，碟片旋轉時的上下震動幅度約一兩萬奈米，而磁頭要隨時跟起起伏伏的碟片保持幾十奈米的距離，以流體力學的角度來看，難度就像駕駛波音747客機飛行在台大校園內，隨時跟地面建築物的屋頂保持 3 公尺高的距離，舉例而言，在椰林大道上低飛，遇到圖書館需要立即飛高，若一個不小心，就會撞到建築物，造成校園（碟片）和飛機（磁頭）的損傷。

由於磁碟機的構造，科學家可以理解為什麼磁頭會撞上碟片，但碟片上有打水漂痕跡般的規律損害卻讓他們百思不解。這個問題早在1980年代初期就發生過，研究團隊曾想出多種可能的原因，但都被一一否決了，科學家猛盯著磁碟機看了好幾個月，最後解開謎題的卻是數學部門的經理。這位數學和力學領域的專家摸著下巴端詳碟片的損傷，腦中閃過公車道上的皺褶（ corrugation ），察覺兩者有異曲同工之妙，於是他用磁頭阻尼器的共振頻率、速度等項目，計算磁頭撞擊磁碟片後彈跳的距離是否與事實相符，就以半張紙篇幅的算式證明了這個假設。

慢著，corrugation看起來頗眼熟，但公車道跟磁碟片有什麼關係？在得到答案前，可以先想想，為什麼台北市的公車專用道常是鋪水泥而不是柏油呢？為什麼有些馬路在紅綠燈前的路段會有謎樣的波浪？

當車子在紅綠燈前煞車，輪胎忽然擠壓柏油，會造成地面微微的凸起，下一台車經過這兒，就會彈起來，咚、咚、咚的往前撞擊地面直到靜止，而大部分車子的軸承、軸距（前後輪距離）、阻尼器（避震器）、車速、輪胎氣壓都差不多，所以車子往前彈跳的距離也差不多，經過多次的重複撞擊，地面就從上一個小小凸起漸漸變成一排波浪。公車道上的車種和停靠位置都很相似，公車停靠次數多，更容易產生地面皺摺，所以才會以水泥取代柏油，避免平坦的公車道變成崎嶇的天堂路。而碟片上的規則性損傷，就是貼地飛行的磁頭撞上碟片後往前跳動產生的結果。

專門研究磁碟機的科學家沒有想到地面皺褶跟碟片損傷的相似之處，反而是擁有力學知識的數學家突破了盲點，「其實那個人也不怎麼懂什麼是磁碟機，」李老師說，「跨領域的知識背後最強大的基礎經常是科普。」

磁頭飛行在碟片上方的高度只有數十奈米，單純以尺寸來思考，這就表示即使是一顆病毒入侵也可能會讓磁頭卡住。如同車子在柏油路上產生的顛簸，磁頭在碟片上產生第一個撞擊後會繼續往前彈跳，在碟片上產生一連串的損傷，但除了磁頭撞擊碟片的傷害，工程師還發現碟片上有油滴以相同的規則排列，這又是為什麼呢？

碟片上有一層薄薄的潤滑油，磁頭因為震動過於靠近碟片有可能會沾上潤滑油，如果發生碟片撞擊，更是會沾上潤滑油，沾有潤滑油的磁頭往前跳動就在碟片上形成一連串的油滴；科學家進一步分析油滴的性質，發現3390所用的潤滑油竟然在使用一段時間後變成黏膠了！探究其原因，不是因為黑心廠商，而是空氣剪力和撞擊造成的。原來磁頭撞擊碟片會產生超達800℃的瞬間高溫，原先所採用的長鏈潤滑油分子在高溫或高剪力的作用下被分解成短鏈分子，也就產生了黏膠的性質，一旦潤滑油變成黏膠，磁頭降落在碟片上，當然就有可能黏住而無法起飛囉。

找到了問題的方向，就能找出解決方法。在與危機搏鬥了半年後，科學家終於解決了問題，將磁頭的飛行高度調高幾個奈米，降低撞擊機率又能維持相當的空間儲存密度；再更換潤滑油，一方面選擇分子鍵結更為強韌的潤滑油，以抵抗空氣的剪力作用，一方面讓潤滑油和碟片間的聚合力大於潤滑油和磁頭材料間的聚合力，油滴就不會黏上磁頭啦！3390的危機排除，正式上市後一天內，整年的產量就被搶購一空，科學家也終於能喘口氣了。

「出現大問題時，你解決問題的工具就是科普了。」——跨領域知識就是科普的具體延伸

IBM的科學家在解決出廠危機的這段日子裡每天都在跟時間和金錢賽跑，在強大的壓力下用過往累積的知識和經驗，迅速推理、歸納、篩選出可能的原因，「但其實多人或多錢不一定可以解決問題，因為你需要的是高品質的人，而且是能整合多領域、快速思考還要當場推論的人。出現這種大問題的時候不能用太複雜的思維，你身邊有學化學、電機、分子生物……不同背景的人，你要讓他們快速瞭解這個思路為什麼正確，這時候你唯一的工具就是科普了，當然我指的是更深入的那類科普，也就是跨領域的知識。」李老師說。

其實很多高科技產品發明的關鍵是非常基礎的知識，2010年的諾貝爾物理學獎得主Andre Geim和Konstantin Novoselov就曾靠著隨手可得的膠帶，從平凡的石墨中分離出材料界的超級巨星「石墨烯」（graphene）。石墨烯是碳原子排列出了六角形平面結構，石墨是由層層疊疊的石墨烯組成的，許多科學家原先認為單層的石墨烯無法穩定存在，但Geim跟Novoselov兩人卻成功的從石墨中取得單層的石墨烯，他們用的方法不太複雜，僅是以膠帶重複撕黏石墨，讓膠帶上的石墨越撕越薄，一直撕、一直撕、一直撕，撕到最後剩下一顆原子這麼厚，就得到石墨烯啦。另一項原子等級的發明「原子力顯微鏡」，當初竟不是誕生在精密的光學桌上，而是在科學家身上的吊帶！？預知詳情，請待下回分曉～

【極光片語】專欄收錄李世光老師的訪談，每一段小故事、小物件的背後，都有饒富趣味的科學道理。吉光片羽比喻殘存的珍貴文物，象徵李世光老師在科學研發的高昂志氣和人生智慧；傳說見到極光會帶給人一輩子的好運，期待讀者在本專欄得到的啟發，都能像看見極光般感動。