生孩子只能在醫院？認識台灣走向生產醫院化的歷史

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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• 文／Peggy

說到「阿信」這個名字，你腦中第一個浮現的，是誰的身影？是超長壽日劇中那位不屈不撓的堅毅主角？還是五月天裡面那位一開口就嗨爆全場的主唱？

今天，我們要介紹的這個「阿信」，不僅是台灣第一位提倡限制生育、救治無數貧苦病人的仁醫，更培育了無數助產士、與學生合力接生了大半個台中的人，被譽為「台中之母」。

這位帶領台灣婦產科領域邁向新階段，間接影響了數代人的傳奇人物，便是「台灣第一位女醫師」——蔡阿信。

天生反骨，靠實力拚上東京女子醫專

蔡阿信出生於 1899 年日治時代的萬華，雖然看起來非常文靜乖巧，實際上卻是個非常有自己的想法、且十分願意堅持的人。比如說，當大家都在吃飯睡覺打東東的年紀時，11 歲的蔡阿信就自己努力跟母親爭取進入台灣第一所女子中學「淡水女學校」（台灣北部長老教會女學堂），以全校最小的年齡，成功成為了該校第一屆的學生。

18 歲畢業後，經女校老師鼓勵蔡阿信更下定決心前往日本醫校進修，頂著母親的反對、鄰居的閒言閒語，最終在日本「立教高等女學校」修習兩年日文之後，如願考上日本唯一一所「東京女子醫學專門學校」（現東京女子醫科大學）學醫。

「別人越反對，越激起她的決心，非達目的，不肯罷休。」

其實，蔡阿信固執的個性，從更小的時候就看得出來。在她 5 歲時，由於生父去世，家境陷入困頓，母親曾將阿信送給一對牧師夫婦當童養媳，但阿信小妹妹呢，偏不要乖乖聽話，靠著雙腳自己從大龍峒一路走回艋舺，這麼來回跑了幾次之後，養父母終於招架不住，把她送回了原本的家。

正是靠著這樣「不太乖」的態度，蔡阿信走出了一條前無古人的路，踏上了赴日習醫之旅。

學成歸國！打破傳統框架的台灣首位女醫師

醫科大學的課業十分繁重，蔡阿信咬牙堅持，幾年下來背了幾百種人體相關的拉丁文名詞，度過了無數個與屍體相伴的夜晚，終於在 1921 年學成歸國。

我們普通人的畢業可能是吃吃謝師宴啦、拍拍照啦，可蔡阿信的畢業，卻是一大群記者守在基隆港夾道歡迎，更以「萬綠叢中一點紅」的斗大報紙標題來形容這位剛出爐的畢業生。

記者們可不是在故意炒新聞，而是台灣第一位日本科班出生的女醫師實在是太過難得。在當時的社會氛圍下，大多數人仍然普遍懷抱著「女子無才便是德」的想法，更會用裹小腳（還好阿信逃過了這項折磨）、童養媳等等習俗去規範和限制女性發展。

在這樣的風氣下，許多女生根本不曾獲得讀書的機會，而即便是讀了書，也容易受性別刻板印象影響，認為男生就應該當醫生、當警察，女生就該能當護士、當老師。更別提當時的「雙軌學制」從中學起就依據性別將學習內容分流，讓男生著重學習理科與工藝、女生著重學習家政與美育，逐步打造「男子要成為國家棟樑、女子要成為賢妻良母」的套路。

而蔡阿信的存在，卻打破了固有的框架，開了女性學醫的先河，也讓許多人意識到女性還有許多不同的生涯選擇。

同理且慈悲，清信醫院救治無數艱苦人（kan-khóo-lâng）

蔡阿信於 1924 年與「台灣文化協會」的成員，為著名的民族運動人士彭華英結婚，一開始先在台北開設婦產科醫院，之後 1926 年 6 月轉在台中成立了「清信醫院」。

她收診金的規矩是這樣的：富者多收，貧者少收，赤貧免費。赤貧除了免費，往往還會附帶贈送嬰兒衫、煉乳等等物資。這樣俠義精神，除了為阿信換來了很多雞鴨魚肉和蔬果（誤），更是讓許多弱勢族群得到了救治的機會。

不僅如此，蔡阿信還秉持著「獨接生不如眾接生」的精神，在醫院成立了「清信產婆學校」，每半年招收 30 個學生，為期一年，讓學生們邊上課還能邊在醫院實習。就這樣每年培育出 5、60 名助產士，不僅為許多台灣婦女提供了就業機會、打破了看診時原有的語言隔閡，更是大幅度降低了產婦和胎兒死亡率。

學校營運的10 年間，蔡阿信共計培養出了 500 名左右的助產士，默默達成了「整個城市的助產士都是我的學生」的成就。為了獎勵她在醫療上的貢獻，日本更是連續多年頒發了「獎勵私立產院」的賞金給她。

不過，平平是醫生，為何阿信感覺特別「有愛」？這或許是源自於她剛畢業後的一段經歷。

阿信當年剛歸國時，擅長的婦科專業剛好沒有醫院開缺，只好轉而到眼科實習。指導醫生給阿信的第一項作業，便是「蒙著眼睛在床上躺三天」，為的是體驗失明者的生活。或許是這一場「震撼教育」，讓阿信學到了同理與同情，更影響了她往後數十年的行醫方向。

二戰後長期旅居國外，基金會遺愛人間

雖然阿信將醫院經營得有聲有色，但二戰爆發後，台灣也被捲入其中，許多家長擔心女兒學醫之後恐怕會被徵召上戰場，習醫的學生便越來越少，也連帶影響了醫院經營。阿信於是收起了醫院，在 1938 年前往美國遊學，除了在哈佛等大學進行研究外，她也曾赴加拿大訪問；在戰爭期間，則被加拿大政府委派至日僑集中營擔任駐營醫師。

戰後蔡阿信雖然順利回到台灣，卻在政治動盪下決心移居海外，1949 年與英裔加籍的吉卜生牧師再婚後，1953 年起便定居於加拿大，在享受退休生活的同時，從事著社會服務的工作。

在伴侶過世後，阿信從自身體會出發，以畢生積蓄與朋友在台灣共同成立了「財團法人至誠社會服務基金會」照顧喪偶的婦女。直到現在，這個基金會仍在持續運作中。

台中之母、助產士之師、台灣第一位女醫師……我們後世的描述中，在蔡阿信的身上貼滿了各式各樣的標籤，但她的一生，其實就是場撕掉舊有社會標籤的馬拉松。正是這樣無視框架又充滿人文關懷的心，讓蔡阿信活出了與眾不同的故事。

參考資料

1. 成令方，性別、醫師專業和個人選擇：台灣與中國女醫師的教育與職業選擇,1930-1950，女學學誌：婦女與性別研究，2002。
2. 《台灣醫界人物百人傳》
3. 台灣第一位女醫師 – 蔡阿信
4. 破繭薪女性–台灣第一位女醫師蔡阿信
5. 台灣第一位女醫師有多神？七歲能背千家詩、打敗日人考上醫學院…也許你阿嬤也被她接生過
6. 台灣女人的故事！台灣首位女醫師蔡阿信展神童天分…不顧家人反對逆天改命成仁醫｜呂捷 張齡予主持｜【呂讀台灣完整版】20200531｜三立新聞台
7. 台灣第一位女醫師蔡阿信的故事【民視台灣學堂】這些人這些事 2019.04.17—盧俊義
8. 漫話科技_蔡阿信篇

無知的代價：產褥熱

故事說到這裡，此時此刻，人們依然只能透過顯微鏡、放大鏡等工具，追尋微生物的芳蹤。當然啦，發現微生物是一回事，要確認這些微生物與特定疾病的相關性，並且證實它們的致病性與致病機制，則完全又是另一回事。

然而，產業救星巴斯德先生在拔了一根草、測了測風向以後，敏銳的發現，風向是會改變的。在與微生物和疾病的永恆戰鬥中，人類也不會永遠的屈居下風。

巴斯德的重心，逐漸從化學轉移到微生物之上。他雖然不是醫生，也不是婦女，卻對婦女的生死大關特別有興趣。

在十八世紀到十九世紀之間，有多達百分之三十的婦女，會在生產後的「產褥期」，受到細菌感染而持續發燒，稱為「產褥熱」（puerperal fever）。

當時，產褥熱的致死率相當高，一旦受到感染，有百分之七十五的產婦可能會挺不過去，一手接生一手送死，悲傷的故事在醫院裡不斷上演。

被忽視的警告：「不要碰完屍體去接生！」

一八四三年，美國醫生霍姆斯（O. W. Holmes）在論文中提到，不少醫生會在解剖完屍體之後，再為產婦進行接生，這些產婦中，染上產褥熱的比例也偏高。

但是，當時的醫學界並不認同霍姆斯的觀點，將他的提醒當成了耳邊風。

與此同時，在著名的維也納大學醫學院中，匈牙利醫師塞麥爾維斯（Ignaz Philipp Semmelweis），正為了附屬醫院中，遲遲無法下降的產婦死亡率而苦惱著。

即使進行了詳細的大體解剖，塞麥爾維斯也無法找出產褥熱的原因，只能眼睜睜的看著產婦一邊期待著新生命的降臨，一害怕著死神將揮舞著鐮刀，收割她們的性命。

心痛的塞麥爾維斯，於是將目光轉向產房細節。他注意到，如果產婦居住在解剖室旁的產房，產褥熱的比例更居高不下；反觀助產士教學病房裡的產婦，死亡率就明顯較低。

塞麥爾維斯於是推測，或許在屍體中帶有某種毒素，經由負責解剖的醫生、實習生的雙手，在接生或產檢之際進入產房，造成了產婦的死亡。

只是洗個手，死亡率剩下原本的 1/4

一八四七年，塞麥爾維斯決定，要求產科裡所有醫生、實習生，特別是那些剛進行過大體解剖的小夥伴們，在為產婦接生或檢查之前，務必要用肥皂與漂白水浸泡、清洗雙手，並澈底刷洗指甲底下的汙垢。

果不其然，一個簡簡單單的洗手動作，就讓院內產婦的死亡率，從百分之十二下降到百分之三！可喜可賀！

按照常理思考，我們可以大膽推測，接下來的劇情發展應該是：「塞麥爾維斯被譽為英雄，他所推行的洗手習慣，立刻被全世界廣泛採用……」

NO～NO～NO，塞麥爾維斯拿到的，可不是這麼簡潔、老生常談的劇本，故事尚未劇終，本章節依然未完待續。

事實上，他的重要發現並沒有受到醫學界的認可，連病房主任也說，死亡率的下降，是醫護同仁們用心禱告的結果，跟洗不洗手什麼沒啥關係。

不僅論點違背主流風向，許多醫生甚至覺得，塞麥爾維斯的說法，根本就是在說「醫生手很髒」或「病從醫生來」，對此，他們表達強烈的不憤怒與不滿。

讀到這裡，我們或許會覺得，只是洗個手，有那麼痛苦那麼難嗎？殊不知，即便是疫情當前的今日，對於這個倡導手部衛生的建議，依然有人會感到不滿與抗拒。

如此一想，一百多年前的醫生們不想洗手，好像不是多麼不可思議的事情了。

──本文摘自《厲害了，我的生物》，2022 年 8 月，聚光文創，未經同意請勿轉載。