由小馭大、從微觀見格局，打破文史研究想像的標竿：斯波義信──2018 唐獎漢學獎

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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唐獎法治獎召集人、台灣大學講座教授葉俊榮今（21）日宣布，2022 年唐獎法治獎頒發給雪柔．頌德絲 (Cheryl Saunders) 教授。頌德絲教授以深厚的學養，引領亞太地區許多國家在極為嚴峻的環境中訂立立憲方針，推動立憲工程，數十年來，與國內外學者及政治工作者的積極交流、對話、合作，不斷拓展比較憲法的疆界。

推動亞太最重要的憲法研究交流中心

獲頒唐獎，頌德絲教授深感榮幸，也對歷屆法治獎得主在法治領域影響深遠的貢獻表達欽佩之意。頌德絲教授致力於亞太國家的立憲工程，她表示「比較憲法可以為我們目前的世界做出很多貢獻，它有助於相互理解，有助於發現改變和改善治理體系的機會和可能性。」

頌德絲教授曾走訪過許多亞太國家，但她並不是將西方國家的憲法原則注入這些國家，而是與當地人切磋琢磨，透過傾聽、溝通及相互理解，了解彼此的治理體系、人民需求，然後因地制宜，提供符合當地狀況的建議，協助這些國家思考最佳的運作模式。

頌德絲教授說，自己多年來一直在研究這些方法，也取得進展，更謙虛的說，「在與當地人民互動的過程中，自己的收穫不亞於付出」。

台大法律學院張文貞教授介紹得主時指出，過往整個國際學術社群的重心多放在歐美國家，但頌德絲教授 2003 年至 2007 年擔任國際憲法學會主席時，將比較憲法的網絡延伸到亞太地區，協助亞太地區學者成立亞洲憲法論壇，2009 年第三屆論壇就在台灣舉辦。

在她的努力下，亞洲憲法論壇已經成為亞太學者最重要的一個憲法研究的網絡及經驗傳遞交換的中心；而她在各國立憲工程最重要的影響之一，就是啟發當地的學者，即使她離開了，這些討論與互動也留下豐碩成果，讓當地的學者及非政府組織也有能力繼續耕耘憲改工程。

將年輕學者一起帶入立憲推動

曾參與其間的葉俊榮教授也分享自己親身觀察的頌德絲教授。他表示，亞太國家包括台灣在內，在憲政發展及相關議題的學術討論較西方國家落後，頌德絲教授與各地學者交流，其中不乏年輕學者，而教授貫徹「帶年輕人起來」的想法，帶領亞太地區學者，包括他自己也曾是頌德絲教授帶過的年輕人，對她在亞太地區推行立憲工程的努力，深刻感受到「我們可以做的事情比想像中的還要多」。

葉俊榮教授也強調，台灣過去多借鏡其他國家的法律制定的經驗，受到頌德絲教授的啟發，台灣如今也逐漸能夠扮演回饋的角色，將民主憲政的經驗分享給其他亞太國家。

唐獎教育基金會執行長陳振川表示，唐獎提倡法律應兼顧正當程序與實體正義，為和平、人權、永續發展而奮鬥，以追求人類及自然之共同福祉為最高目標。基金會很榮幸設置了唐獎法治獎，一個世界上具有聲譽的獎項，來獎勵對法治理念或實踐有創新，進而對法治之實現貢獻卓著之個人或機構，並且激勵世人共同努力。

自 2014 年以來，唐獎法治獎頒給了在不同領域，以不同身分，共同為社會、人權及永續發展奮鬥不懈，追求人類與自然共同福祉的得主們，歷屆得主從政治運動家到法官，從學者到組織，遍布各大洲，包括奧比．薩克思、路易絲．阿爾布爾、約瑟夫．拉茲，以及設立於孟加拉的孟加拉環境法律人協會、設立於哥倫比亞的實現正義: 法律、正義暨社會中心 以及設立於黎巴嫩的法律實踐進程組織三個非政府組織，都在不同層面對法治的推動有卓越貢獻。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展，人類在享受文明與科技帶來便利的同時，亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微⋯⋯等種種考驗，尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎，設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項，每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者，含多名諾貝爾獎得主），不分種族、國籍、性別，遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金，其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫，以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需，以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

2022 年唐獎漢學獎授予潔西卡‧羅森（Jessica Rawson）教授，以表彰其精研中國藝術文物之成就。羅森教授視野宏闊，見解精準，為無聲之物發聲，再現人之所未見；審美觀物，傳承薪火，賦予華夏古典嶄新意義。

不同以往得獎者多集中在文學、歷史與思想史領域，著重文字書寫，羅森教授則以藝術史與物質文化研究見長，關注考古出土的器物，使人們看見藝術品所承載的歷史文化，豐富漢學內涵，展現唐獎漢學獎作為世界大獎的開闊格局及視野。

器物上蘊藏的視覺系統

羅森教授為牛津大學中國藝術與考古教授，專研中國青銅器、玉器，關注層面尤其著重中國與中亞鄰國的交流。她近年的研究從馬匹貿易切入，考察沿著絲路與歐亞草原諸族的馬匹貿易。羅森教授指出，歐亞大陸上各個族群都有一套談論器物的傳統，其中蘊藏著所謂視覺系統（visual systems），使人們得以依據社會、信仰或其他層面上的概念、慣例或預設，將器物分門別類。因此也意味著其器物的材質、形式與裝飾具有特定的組合模式。

編按：在電影《孟買女帝》中，出現將茶杯裡的茶倒入下方茶杯碟中，再用茶杯碟喝茶的一幕。

對現代人來說，茶杯碟只是用來墊茶杯，但過去茶杯碟的用法是將茶倒出來，增加茶接觸空氣的表面積，達到快速冷卻的效果，而人們也是用茶杯碟直接喝放涼的茶。

現今茶杯碟已經失去了放涼的功能，但杯子與碟子的特定組合，仍成為了辨識「喝茶器具」的關鍵而被沿用至今，像上述杯子與碟子的組合，我們就稱它為「視覺系統」。

每個社會的傳統與視覺系統都是獨特的，需經過學習才得以熟悉，也深深地影響人們如何看待與解讀所見之物。這樣的視覺系統一旦進入新的脈絡，它們先前所承載的意義將慢慢淡去，進而與不同文化產生新的聯結。藉由視覺系統的研究，能夠釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞，接著沿著絲路來到中國，最終體現在佛教石窟的造型上。這些交流為中國的藝術掀開了全新的一頁，而後隨著蒙古西征，中國藝術的樣貌也反過來傳播到西方世界。

陵墓代表著墓主的微縮宇宙

羅森教授的研究亦對中國古代墓葬文化有深刻的洞見。古代墓葬為其墓主提供了一個完備的死後世界。商周的豎穴土坑墓以青銅器和玉器陪葬，這些器物不但為墓主提供了禮儀及身份所需的物品，也提供戰爭所需的兵器和馬車。

秦代以來的墓葬發生了許多大變化，其中以兵馬俑的出現最為突出。秦始皇陵不僅僅有軍隊，墓中的車馬廄、朝臣、百戲、官員、嬪妃，以及天地星辰的圖像，都為秦始皇的死後世界而創造，陵墓成為墓主的微縮宇宙。

羅森教授的貢獻不僅止於開創性的學術研究。她致力於促進東西方藝術、文化與學術的交流及認識，更在學術範疇之外，向普羅大眾推廣中國文明之博大精深。因其博物館任職經歷，羅森教授身兼學者與實務執行者兩種身分，她策劃展覽所帶來的影響力早已有目共睹。

即便離開大英博物館轉任牛津教授，她仍繼續為大眾展現中國多元的樣貌。如 2005 年末至 2006 年初，在英國皇家藝術學院舉辦的「盛世華章─康、雍、乾三代帝王」（China: The Three Emperors, 1962-1795）特展，即是由羅森教授策劃，向西方社會鮮活重現古老東方文物豐富的藝術內涵。

主持跨國研究計畫促成文化交流

羅森教授出生英國倫敦，畢業於劍橋大學及倫敦大學亞非學院，曾任大英博物館東方文物部主任、牛津大學莫頓學院首位女院長，亦曾出任牛津大學副校長。羅森教授身為一位執行者，主持大型研究計畫，大大地提升了英國與歐洲學界對中國研究的重視。2011 年至 2016 年，跨國研究計畫「中國與內亞：改變了中國的文化交流（西元前 1000 年至西元前 200 年）」（“China and Inner Asia: Interactions Which Changed China （1000-200 BC）”）獲英國最大的學術研究資助單位利華休姆基金會（Leverhulme Trust）獎助。羅森教授與中國學者共同主持，聯合多國專家一同檢視中國、伊拉克、伊朗、中亞的出土文物，與各地博物館的藏品，試圖回溯物質文化的傳播。

而在校園之內，羅森教授促成各國學者至牛津大學進行學術交流，且不遺餘力地支持並培養世界各地的學生，其中有多位如今已成中國藝術與考古領域中的重要學者。羅森教授亦為牛津大學爭取到利華休姆基金會以十年為期的獎助計畫，以支持校內當代中國研究的發展。此計畫獎助了四個學術職位，實質地擴大中國研究的規模，也間接促成了隨後 2008 年牛津大學中國中心（University of Oxford China Centre）的成立。

羅森教授於 1990 年榮膺為英國國家學術院院士（British Academy），2002 年因其在東方研究的貢獻獲英國女王授勳封爵（DBE），2012 年獲選為美國藝術與科學院（American Academy of Arts and Sciences）外籍名譽院士，2017 年獲頒弗瑞爾獎章（Charles Lang Freer Medal）。2022 年唐獎漢學獎授予羅森教授，肯定其在中國藝術與考古領域的成就，不僅為該領域開創了嶄新局面，更加深了人們對中國文明的認識。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展，人類在享受文明與科技帶來便利的同時，亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗，尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎，設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項，每兩年由專業獨立評選委員會（邀聘國際著名專家學者，含多名諾貝爾獎得主），不分種族、國籍、性別，遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金，其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫，以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需，以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。