【特輯】關於春分，除了晝夜等長外這些事你知道嗎？

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。

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？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

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。

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

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。

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。

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。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

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。

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

• 文／韻涵｜以人文視角洞察科普，淺顯轉述科學奧義。這輩子離不開地球，只能遙望星空。

巨大石塊突兀地聳立在平原上，它們怎麼會出現在這，為什麼會圍成一個圓，是用作神秘儀式，還是外星人傑作？數百年來，科學家試圖探索英格蘭史前遺跡巨石陣（Stonehenge）之謎，如今多虧了保存在美國逾半世紀的巨石核心樣本，巨石陣石材的身世謎團終於解開。

英格蘭布萊頓大學（University of Brighton）地形學家納許（David Nash）領導的研究團隊，利用 X光分析組成巨石陣的 52 塊淺灰色砂岩「撒森岩」（sarsens）的化學組成，發現其中含有 99% 的矽土，以及其他諸多化學成分。

科研團隊檢測的 52 塊撒森岩中，有 50 塊與距離 25 公里外的西伍茲（West Woods）的岩石組成相似；西伍茲位於英格蘭威爾特郡（Wiltshire）馬堡丘陵（Marlborough Downs）南方，距離巨石陣約 25 公里。納許說：「大部分岩石都有著共同的化學物質，顯示它們來自同一區。」

納許表示，「撒森岩建構巨石陣標誌性的外圈，以及中央的馬蹄形三石結構，非常龐大。」英格蘭遺產委員會（English Heritage）介紹，三石結構指的是兩塊垂直岩石支撐上方的一塊水平石塊。巨石陣約在西元前 2500 年建造，經年風蝕雨淋，許多石塊已然掉落或失蹤，目前最高聳的石塊約 9.1 公尺，最重的石塊達 30 噸。

關鍵巨石核心棒，失而復得

1958 年，考古學團隊聘請鑽石切割公司「萬磨」（Van Moppes）搶救一組掉落的三石結構，工程人員在巨石上鑽了三個孔，取出三支巨石核心棒，再嵌入足以支撐三石結構的金屬棒。

其中一支直徑約 25 公分、長約 108 公分的巨石核心樣本，送給參與修復工程的萬磨雇員菲力普斯（Robert Phillips），他 1977 年獲准攜帶這個巨石陣樣本移民美國，輾轉各州後落腳佛羅里達； 2019 年，菲力普斯90大壽前夕，決定把樣本歸還英格蘭遺產委員會，讓研究團隊有機會一探巨石陣石材的來歷。

這支「菲利浦斯核心」（Phillips core）巨石核心樣本歸還的消息傳開後，第二支核心棒也在附近博物館被找著，但它並不完整，只剩18公分，其餘的部分以及第三支核心棒至今仍下落不明。

英格蘭遺產委員會將半根「菲利浦斯核心」交由納許團隊研究分析，另外半根則由委員會妥善保存。納許團隊利用「感應耦合電漿質譜儀」（Inductively coupled plasma mass spectrometry，簡稱 ICP-MS），詳盡分析半根「菲利浦斯核心」，精準辨識更多化學元素，接著比對另外 20 處的岩石樣本，發現巨石陣的岩石與西伍茲的岩石組成最接近。

納許說：「利用 21 世紀的科學技術探索新石器時代（Neolithic）的歷史，最終解答考古學家辯論數個世紀之謎，著實令人興奮。」

這項發表於開放式科學期刊《科學進展》（Science Advances）的研究結果，呼應了巨石陣在 4500 多年前被運送到現今地點的理論，當時是巨石陣建造的第二階段，凸顯建造者來自高度組織化的社會。

英格蘭遺產委員會考古學研究員蘇珊‧葛瑞尼里（Susan Greaney）說：「新研究得以確定巨石陣建造者在西元前 2500 年取材的地點，著實令人興奮。我們猜測撒森岩可能來自馬堡丘陵，但之前還無法確定，威爾特郡許多地區都有撒森岩，石材可能來自四面八方。」她表示，新證據反映出「建造者在此階段規劃縝密且考量周全」。

新研究結果也推翻了過往文獻假說，該假說認為其中一塊大型的「席爾石」（Heel Stone）為就地取材或早在其他石柱聳立前就已經在那兒。

17 世紀的英國自然哲學家約翰奧布里（John Aubrey）曾假設，奧佛頓森林（Overton Wood）與巨石陣之間可能有關係，奧佛頓森林可能是西伍茲的舊稱。葛瑞尼里說：「建造者想利用當時能找到最大且最耐用的石材，就近尋找也很合理。」

青石來歷，去年驗明

地質學家和考古學家長期以來知道，巨石陣中較小的「青石」（bluestones）來自威爾斯（Wales）西方的普萊西利群丘（Preseli Hills），離巨石陣約 200 公里處；然而，此論點直到去年才有確切的地質學研究佐證。

英國考古學家湯瑪斯（Herbert Henry Thomas）1923 年宣稱，青石源自威爾斯西部，但當年缺乏有力科學證據而遭學界質疑。

英國倫敦大學（UCL）考古學研究所教授皮爾森（Mike Parker Pearson）領導的科研團隊，利用地球化學分析石柱的元素組成，確認青石來自威爾斯西部，但並非湯瑪斯所說的 Carn Menyn 礦場，而是普萊西利群丘的 Carn Goedog 和 Craig Rhos-y-felin 採石場，研究結果 2019 年刊載於《古物》（Antiquity）期刊。

學界普遍認為，新石器時代的建造者利用人力和畜力拖拉，或以木製滾輪運送等方式搬運巨石，但運輸路線仍是個謎。納許說：「當時肯定費了一番功夫，巨石陣的建造石材來自不同地區。」納許表示，研究團隊未來企盼運用各種技術，進一步解答巨石陣石材運送路線等謎團。

1. Nash, D. J., Ciborowski, T. J. R., Ullyott, J. S., Pearson, M. P., Darvill, T., Greaney, S., … & Whitaker, K. A. (2020). Origins of the sarsen megaliths at Stonehenge. Science Advances, 6(31), eabc0133. DOI: 10.1126/sciadv.abc0133
2. Pearson, M. P., Pollard, J., Richards, C., Welham, K., Casswell, C., French, C., … & Bevins, R. (2019). Megalith quarries for Stonehenge’s bluestones. Antiquity, 93(367), 45-62. DOI: 10.15184/aqy.2018.111
3. 英格蘭遺產委員會
4. Live Science：Returned chunk of Stonehenge solves long-standing monument mystery
5. 路透 Scientists solve mystery of the origin of Stonehenge megaliths
6. Science alert: We Finally Know Where The Megaliths of Stonehenge Really Came From
7. 英國廣播公司 Missing part of Stonehenge returned 60 years on

從一年十個月的羅馬曆到十二個月的儒略曆

羅馬曆把 1 年分為 10 個月，以 March（三月）為第一個月。在英文中，September（九月）、October（十月）、November（十一月）、December（十二月）的拉丁字源分別是 7、8、9 和 10；後來人們在儒略曆中加入 January（一月）和February（二月）這兩個月分，前述的四個月分才往後順延，成為現在的九月、十月、十一月和十二月。不過羅馬人仍將 March 當作每年的第一個月，February 則為最後一個月。

公元 46 年，羅馬共和時期的執政官凱薩宣布廢除羅馬曆，改採用儒略曆。他的將領馬克．安東尼（Mark Antony）馬上建議將第七個月改名為凱薩的名字Julius（因為凱薩是這個月出生的）；凱撒並且從二月抽走 1 天，加到自己的月分中，讓七月變成 31 天。後來，奧古斯都（Augustus Caesar）認為以自己名字命名的八月 只有 30 天太少，於是又從二月抽了1 天到八月，導致現在二月只有28 天。

儒略曆比羅馬曆完善，但仍有缺點，問題在於閏年太多了。地球圍繞太陽一周耗時 365 天 5 小時 48 分鐘 45 秒，儒略曆考量到這點，每 4 年在二月補上 1 天，但這方法延續到十六世紀時已經補過頭了，導致當時的儒略曆與分至點（春分、夏至、秋分、冬至）已有 24 天的差距。

現行的公曆：格里曆如何修正閏年

格里曆就是現在多數國家所採用的公曆，由義大利天文學家阿洛伊修斯．里利烏斯（Luigi Lilio）改良儒略曆而來，可惜他在說服梵蒂岡於採用此曆前便過世了。後來，修訂格里曆的重任就落在德國數學家克里斯托佛．克拉烏（Christopher Clavius）身上。

1582 年，教宗格里．高利十三世（Pope Gregory XIII）宣布改行此曆，因而得到「格里曆」之名。

格里曆的閏年規則與儒略曆不同，基本上也是四年一閏，但如果是千禧年，該年必該同時能被 4 與100 整除（也就是要能被 400 整除），才行閏年，因此公元1700 年、1800 年、1900 年都不是閏年，公元2000 年才是。在這個設定下，格里曆每 400 年只有 97 個閏年，比較接近每 3,300 年才誤差 1 天的回歸年（也就是我們現在使用的太陽年）。

愚人節的由來

4 月1 日之所以被定為愚人節，很可能跟格里曆有關。以前英國人在三月底開始新年節慶，慶祝活動至四月的第一天達到高峰然後結束。改行格里曆後，很多人因為不知道曆法改變了，仍然按照儒略曆的日期慶祝新年。在 1750 那個年代，資訊傳播得很慢，導致有些偏遠地區的居民在錯的日子慶祝新年，看在城巿親戚的眼裡自然十分可笑。

其他國家當然不乏慶賀春天到來的瘋狂節日，但英國人之所以在 4 月 1 日彼此作弄，的確是從改行格里曆後才開始的。所以，如果愚人節不是特定傳統，它的出現應該要「歸功」於格里曆。

本文摘自《我們如何丈量世界？從生活的單位看見科學的趣味》，三采文化出版。