戀愛即戰爭！先喜歡的人就輸了嗎？｜《輝夜姬想讓人告白》

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

一年一度的七夕情人節又來臨了，去死去死團出動囉！不免俗還是要來幫大家複習一下牛郎織女的故事，順便來場科學的浪漫 (?)

在很久很久以前，孤兒牛郎和哥哥嫂嫂一起生活；嫂嫂愛刁難他，給了牛郎九頭牛卻要牛郎帶十頭回來才能回家。經過高人指點的牛郎帶回了一隻其實是被打下凡間的老黃牛。

他悉心照料這隻牛，於是老牛就指點他找到了仙女們下凡洗澡遊玩的地方。他偷偷拿了其中一件衣服，而因為沒有衣服穿就回不去天界的織女，就這樣跟牛郎墜入了愛河。他們經過什麼樣的過程，生育了一對龍鳳胎我們就不贅述了，但這樣觸犯天規的織女要被強行帶回天庭。經歷了一番波折，總而言之牛郎織女每年總算可以在農曆的七月初七在鵲橋相會囉。

農曆七月初七，怎麼會出現滿月？

讓我們搜尋一下牛郎織女相會的畫面……

等等，不是說他們相聚是農曆七月初七嗎？七月初七的月亮應該是這樣啊：

如果我們不要改時間為難一年才能相聚一次的牛郎織女，要怎麼才能讓七夕鵲橋仍然有滿月這樣浪漫的存在呢？

假設一：他們是在外太空

牛郎織女每年七夕在銀河旋臂上相遇，由地球上看到的至少是 6500 年前的牛郎織女，考量到光線傳遞會有時間差，大約有十分之一的機率剛好碰到滿月的畫面。

或者假設牛郎織女並沒有遠在 6500光年之外，對神仙來說，鵲橋高度跟月球軌道一樣，因此視角跟我們凡人不同也是很合理的。

假設二：那根本不是月球

其實仔細看看畫面，你怎麼會認為牛郎織女後面是月球呢？那光明明是 7500K 以上的藍白光恆星，搞不好是天狼星或是參宿增一之類的超大恆星哪~~

假設三：公轉速度改變的平行宇宙

簡單版：有個地球2.0和月球 2.0，各項參數配起來剛好七夕那天就是滿月。

更一個複雜版的平行宇宙：如果月球公轉速率快約一倍、地球公轉速率也快約一倍，地球自轉速率維持不變。可以得到一個月只有約 14.6 天左右，一年只有只有 182~183 天，但一樣一年會有 12 個月，每天仍然是 24 小時，而初七前後就會是滿月，解決！

• 本段內容改寫摘錄自《牛郎織女的背後怎麼會有大大的滿月!?》

牛郎跟織女在天空的真面目其實是……

牛郎與織女和太陽一樣都是恆星，核心核融合反應所產生的光，穿越太空、抵達地球，才能被人們看見。

織女屬於 88 星座中的天琴座，亮度 0.0 等，是全天排名第 5 亮的恆星，顏色呈現藍白色，西文 Vega 或 Wega 乃「俯衝的老鷹」之意。在織女星旁有 4 顆排成菱形的 3、4 等暗星，在東方被視為擅長織布的織女所使用的梭子，在西方則被視為七弦琴的琴弦部分。

牛郎又名「河鼓二」，屬於 88 星座中的天鷹座，亮度 0.8 等，全天排名第 12 亮的恆星，顏色呈現白色。西文 Altair 乃「上升的老鷹」之意，與織女相反。牛郎旁有兩顆 2 等星，分別為河鼓一與河鼓三，這兩顆星幾乎連成一直線，也可以看作牛郎用扁擔帶著一雙兒女。

牛郎和織女在地球上看似只是隔著銀河相望，其實兩者彼此相距約 16 光年之遠，實際上相對的位置並不會因七夕「鵲橋相會」而變得比較近喔！

• 本段內容摘錄自《七夕小常識—牛郎織女的真面目》

傳說是一回事，七夕讓情人相會過得如何呢？

雖然老外不過七夕，但 Morse 與 Neuber 多年前進行的一項追蹤研究指出，西洋情人節 2/14 前一週與當週的分手率是平常的 2.5 倍。在情人節參加實驗的受試者，更容易分手。在二月參加實驗的人，有 13% 的人分手，四月的參加者有 7.4% 的人分手（或許是因為愚人節效應），而 9 月和 10 月的參加者，分手率是 4.2% 和 5.1%。

不論是二月十四或是七夕，都不能當做分手的理由，所以我們跟該去思考的是：這些「情人系」的日子裡發生了一些什麼，讓我們更容易分手？或者，這效果真的如此「全面性」嗎？還是只是「某些人」在這段時間容易分手呢？

為了回答這些問題，Morse 與 Neube 回顧了文獻，提出兩個假說：

1. 煽動假說（instigator hypothesis）：情人節是一種「社會比較性」（Social comparison）的節日，在比較之中「煽動」了分手。這幾天之中，你有更多的機會看到別的情侶互餵吃飯飯，撞見路人甲和他的閃光在街頭擁吻，看見伯朗大道上的（偽）金城武幫他女朋友擦汗奉茶，甚至姊妹淘在聊天時，「不小心」聽到某人的男友又送她多名貴的限量包包。這樣一比較下來，很多事情都變得鮮明起來，當他不夠體貼、不夠了解、準備的禮物你不喜歡、甚至餵你吃飯的時候沒有疊字地說「飯飯、麵麵」，都會促使你去想：他真的愛我嗎？他是不是變了？
2. 催化假說（catalyst hypothesis）：情人節只是催化了情侶之間「比較明顯」的部份。情侶間的連結強弱，本來就是會隨著衝突、信念、自我揭露、各種大小事件而起伏，那些本來就幸福穩定的關係，受情人節影響不大，真正該小心的是那些原先就岌岌可危，浪濤洶湧，暗藏許多不滿和委屈的關係。

所以，到底哪個說法對呢？就 Morse 與 Neube 的追蹤研究來說，比較支持「催化假說」。那些原先就問題重重的關係，更容易在情人節後分手。

• 本段內容摘錄自《七夕分手潮：我們還能當朋友嗎？》

看完七夕的傳說到現實，在此祝福大家不管有情無情，單身交往還是一言難盡，生活都能過得開心順利。

延伸閱讀

• 享受單身，請看《討厭情人節被閃瞎？其實當去死去死團也不錯》
• 想祝福天下有情人終成兄妹，來看這篇《你所不知道的獅子王（1）：獅群篡位稀鬆平常？鬣狗根本雌雄難辨？》
• 準備讓自己迎向未來，請參考：《在七夕之後：不存在的情人》
• 《七夕分手潮：我們還能當朋友嗎？》
• 《牛郎織女的背後怎麼會有大大的滿月!?》
• 《七夕小常識—牛郎織女的真面目》

月球是你能這樣隨便打爆的嗎？

月球可能是動漫之中第二常見被打爆的天體（第一必屬地球無疑）。例如在《七龍珠》裡面，月球曾兩度被打爆。第一次是天下第一武道大會時，龜仙人為阻止變成大猩猩的悟空，使用龜派氣功打爆的；第二次是笛子魔童訓練悟飯時，為防止悟飯變成大猩猩而打爆的。

如果地球被打爆，那當然是誰也活不了，之後發生什麼事都沒關係了。因此，讓我們來看看如果被打爆的是月球，究竟會發生什麼事，對我們又會有何影響呢？

月球碎片隕石煙火秀

《七龍珠》裡面月球的兩次爆炸，都是從地球上使出龜派氣功（魔童那招似乎只是普通波）擊中月球使其粉碎的。這樣從外而內攻擊，若果能量沒有高到能在一瞬間使月球完全氣化，就有可能剩下大量岩石碎片。

這些碎片會在月球原來的軌道上繼續環繞地球運動。有些碎片會在自身重力下重新聚集，慢慢再重新形成衛星，而另外一些則會被地球吸引加速。由於碎片在太空感受不到摩擦力，它們落入地球的速度可以非常快，跟大氣層摩擦時溫度能達攝氏 1,600 度以上，發出火紅的光，成為火流星。月球這麼大，想必它的碎片跌個幾天也跌不完，拜託可以選在過年時打爆月球嗎？這下可不用放煙火了。

隕石落入地球在大氣層燃燒，那麼它們能夠穿過大氣層撞擊地面嗎？答案與隕石的成分和大小有關。一般來說，小於 25 米的岩質隕石會燃燒殆盡，而大部分能夠抵達地面的殘骸都不比籃球大。可是，如果隕石大於 1 公里，將會對地球上的生命造成毀滅性的傷害，好像 6,500 萬年前恐龍滅絕一樣。

所以龍珠戰士們，希望你們下次打爆月球時盡量用力一點，不然大猩猩還未開始破壞，人類就已經被隕石滅絕了啊。

人類再沒高潮（汐）

地球的海洋每天都有兩次潮汐漲退，這是月球的引力造成的。為什麼有兩次呢？想像地球被一團水包圍。由於萬有引力以平方反比遞減，靠近月球一邊的水感受到的引力就比較強，而在地球另一邊的水感受到的引力就比較弱。因此，可以想像這團水向著和背向月球的方向都凸起了。地球一天轉一圈，因此就會碰上每邊凸起的水各一次，所以一天就有兩次潮汐漲退了。

月球爆掉了，地球就沒有潮汐了嗎？非也。除了月球，太陽的引力也對地球海洋有影響。不過，太陽比月球遠約 400 倍，故此其對潮汐的影響比月球小。當月球、地球、太陽連成一直線，兩者對潮汐的影響就會疊加，形成比較高的潮汐；當月球－地球和地球－太陽之間的夾角成 90 度，兩者的影響就會抵消，形成比較低的潮汐。

所以，如果月球消失了的話，我們就沒有高潮了。

一日 24 小時夠用嗎？

一日有多長？天文學家對「一日」有多個定義，例如地球自轉一圈的時間叫做恆星日（sidereal day），而連續兩個正午（即太陽上升至當天最高點）之間的時間叫做太陽日（solar day）。恆星日長約 23 小時 56 分 4 秒，比太陽日短約 4 分鐘。由於地球自轉軸在一年之中幾乎不動，如果用恆星日去定義一日的話，就會發生正午在凌晨的情況，明顯不太方便啊。

我們日常講的一日是太陽日，定義為 24 小時。不過，因為地球公轉軌道並非正圓形，每個太陽日的長短其實有少許分別。所以，我們用的其實是太陽日的平均值，稱為平太陽日。然而，科學裡很多時候都是越深入就越多細節的，一日的定義亦然。由於月球這個衛星對比地球來說非常巨大，月球重力對地球的影響也是不容忽視的。天文學家發現，月球的引力造成的潮汐與地球持續產生摩擦力，導致地球的轉動能不斷流失。換句話說，地球正越轉越慢。

根據世界各地歷史記載的日食數據，我們計算出地球每世紀轉慢約 2 毫秒。假設這減速度不變（實際上會改變），在約 1 億 8 千萬年後，我們每日就會有多 1 小時上班了。別想著早退啊～

地球陀螺失去平衡

地球的自轉和公轉平面並非相疊，而是之間有一個約為 23.5 度的傾斜角度，就好像宇宙中傾斜了的陀螺。然而，正正是這個角度，地球才會有季節存在。這個夾角令地球上不同地區在一年中不同時間受到的日照量不同，加上地球大氣和洋流各個因素而造成溫度差別，形成季節循環。

除了自轉和公轉外，地球自轉軸和公轉軸都有稱為進動（precession）的現象，就好像陀螺轉動同時轉軸會擺動一樣。科學家認為，如果地球失去了月球的引力影響，地球的自轉軸和公轉軸進動可能會同步。這樣就會導致地球自轉軸以非常大的角度相對太陽傾斜，導致不同季節的溫差非常大。這樣的話，很多生命都將難以適應而遭到滅絕。

雖然近年有研究顯示月球引力對地球進動的影響沒有以往想像的大，但希望龍珠戰士們記著，地球人與賽亞人體格差非常遠的啊……

龜仙人能否一戰埼玉？

到底需要多大的能量才能打爆月球？月球的重力結合能（gravitational binding energy）約為

U = 3／5 x G x 月球質量²／月球半徑 = 12 萬 4 千億億億焦耳。

這能量究竟有多巨大呢？太陽每秒鐘釋放的輻射能量約為 382 億億億焦耳。算一算，即是如果把所有太陽光聚焦到月球上  324 秒（即約 5 分半鐘），就能夠毀滅它了。

那麼，連月球也能打爆、一記龜派氣功已相等於太陽在 5 分半鐘內釋放的能量的龜仙人，能否與因興趣使然的英雄——埼玉老師一戰？上回我們討論過埼玉與波羅斯的決戰。在決戰的最後，波羅斯使出「崩星咆哮炮」打算把地球和埼玉一同消滅。地球的重力結合能大約是月球的 2000 倍，所以波羅斯的總攻擊力就是龜仙人的 2000 倍左右了。這相等於 2.4 億億億億焦耳的崩星咆哮炮，埼玉老師只用了一記認真拳就反彈回去了。看來龜仙人與埼玉的實力仍有一段距離啊……

縱觀上述各種原因，還是直接切掉賽亞人尾巴比較能夠保護地球吧。

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y編按：炸過月球的動漫作品相當多啊，除了《七龍珠》之外，其他曾讓月球崩壞的作品還有《暗殺教室》、《Aldnoah.Zero》、《星際牛仔》等等，有一些電影及科幻小說也出現了月球爆炸的場景。還有沒有哪部作品你曾看過他炸了月球、或是某個星體呢？