有一種甜叫臺南：你不知道的臺南製糖業發展史與冷知識

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

一六二七年七月，鄭芝龍率領其傭兵隊與麾下饑民，於銅山附近大敗水師船隊，乘勝追擊至廈門港。

廈門副總兵俞咨皋於十一月向荷蘭的臺灣商館長德．韋特（Gerrit Fredericxzoon de Witt，當時代理長官之位）討救兵，暗示若荷蘭人與他合剿鄭芝龍一黨成功，合法的貿易地位將唾手可得。一六二七年荷蘭當局確實派出艦隊於廣東大星攻打鄭芝龍，但因顧及過往合作關係，未有激烈衝突。

一六二八年初，鄭芝龍率領饑民圍攻廈門，俞咨皋改裝潛逃，此時已改投明軍擔任下級軍官的許心素則遭到殺害。泉州府的仕紳們「遣人往諭退舟海外，仍許立功贖罪。有功之日題予職銜」（派人勸鄭芝龍把船隻開到邊境以外，答應他日後可以將功折罪，等到真的立功那一天就轉正職），福建巡撫朱一馮（1572-1646）同意仕紳們的建議，最後「給一剳而受其降」（寫個公文承諾接受鄭芝龍投降）。

此後，鄭芝龍就在巡撫「給予冠帶」（發放制服）授予虛銜的情況下，先提供明帝國軍事服務，藉此換取監護海上貿易管道的職位，介入貿易活動以取得經濟利益。他並進而利用「名色把總」的制度管道，憑藉戰功獲得軍職「實授」，逐步成為明帝國正式的高階軍職人員。此外，許心素死後，鄭芝龍自然而然取代了其地位，成為廈門、臺灣之間貿易管道的中心人物。

一六二九至一六三三年間，鄭芝龍掃除了廈門區域的海盜，荷蘭大員當局則挺過了朱印船的強勢競爭（所謂「濱田彌兵衛事件」），廈門（鄭芝龍）與臺灣（荷蘭人）之間的合作貿易管道至此穩固下來。與此同時，由於德川幕府顧忌九州天主教徒，而決定採取鎖國政策（一六三三年開始逐步進行，一六三九年徹底完成），這使得荷蘭人在商業上最大的競爭對手——澳門的葡萄牙人（天主教徒）——此後逐漸淡出中日貿易。

鎖國政策一出，幕府也不再發放朱印狀，並將海外日人召回。於是，鄭芝龍與荷蘭大員當局乃於一六三四年後，成為經營中日貿易的唯二兩大勢力，雙雙邁向事業頂峰。直到一六四四年清兵入關前後，中國內部戰亂，雙方合作基礎才出現動搖。

一六三三年後，為了確實經營中日轉口貿易，荷蘭大員當局投入巨大成本加固、擴建熱蘭遮城。一六三四年熱蘭遮城主堡竣工，十九世紀時仍可見殘存北邊門額上刻有「熱蘭遮城堡一六三四年落成（T’ CASTEEL ZEELANDIA GEBOUWED ANNO 1634）」字樣，遙想當年荷蘭人應是雄心萬丈、意氣風發。臺灣本島殖民事業多奠基於此時。

一六三五年臺灣產出了第一批蔗糖樣品，並且首次被寄送到世界上其他地方。一六三六年荷蘭臺灣長官普特曼斯（Hans Putmans）召開首次將本島各地原住民村落連結起來的「地方會議」。一六四四年熱蘭遮城主要結構大致完工，在城堡對面設立的唐人市鎮已登錄產權，一六四六年則開始登錄臺灣本島其他地方的新墾土地來徵稅。這是臺灣真正開始發生巨大變化的時期，島嶼歷史從此捲入任誰也難以預期的超展開劇情之中。

前文說到，想要在臺灣建設中日轉口貿易港，必須：（一）中國認為來自日本的威脅已解除，容許臺灣被占領；（二）占領者具備優越技術條件有能力使用臺灣港灣。這兩個條件都在一六三○年代因為歷史的偶然與巧合，得到滿足。

鄭芝龍也因此一歷史機遇，成為與荷蘭人一起瓜分中日貿易利潤、舉足輕重的「海上傭兵」領袖。

小結

林鳳一黨可說是十六世紀曾經侵入臺灣最大的一股勢力，然而他藉著避難試探臺灣的行動，是潮漳走私商人不得不尋求新出路的結果。林鳳的嘗試最終失敗，這也反映了臺灣因地緣政治、貿易結構與自然環境的阻礙，當時尚不適於發展會合貿易。

相對的，鄭芝龍則是身處於十七世紀以日本為基地的唐人貿易網。當唐人的貿易網絡遭受英荷／西葡衝突干擾後，他這位在日唐人藉由臺澎海防制度上的變化（開始破格任用民間人士擔任海防軍職），取得突破口，而最終占據了關鍵性的地位。

甚至，在日本採取鎖國政策之後，鄭芝龍與荷蘭東印度公司更順勢獲得空前未有的高額貿易利益。地緣政治、貿易結構突然間都成為其助力，而荷蘭人拿手的西歐航海和城堡建築技術，則突破了臺灣自然環境的限制，使不可能成為可能。在鄭荷兩大勢力的影響下，臺灣成為十七世紀全球貿易網絡中的熱點，熱錢滾入，造就了唐人農業殖民的基礎。

林鳳與鄭芝龍都曾落腳臺灣，他們本身對於臺灣居民的直接影響甚為微小，但他們的行動卻反映了地緣政治、貿易結構與自然限制，是以何種方式作用於臺灣歷史發展的航程之上。六十年前後的世界變化，使遊走於國境邊緣、穿梭於東亞海域，且都身懷武藝、糾集眾人營生的兩人，有了完全不同的際遇。

他們是「海盜」還是「傭兵」，其實端視他們與對手國家的互動而定。從這個角度來說，由於林鳳與鄭芝龍一開始便未決定永遠歸屬於哪一個國家，本來注定是「沒有歷史的人」。但這兩人的命運卻無獨有偶都與臺灣歷史發生了關連，足見這座島嶼在各種層面上逐漸成為時代焦點，正在悄悄發生一種世界史層級的複雜變化。

——本文摘自《島嶼歷史超展開》，2023 年 8 月，春山出版，未經同意請勿轉載。

今日當我們購買衣飾時，會考慮是否使用「真皮」物件，但這在二十世紀之前是不用思考的事情。

日本的鹿皮需求

二十世紀塑膠化學產業的革命性進展，幾乎完全取代了人類數千年來所使用的包覆物質。今日許多以塑膠製作的包覆材料、衣料等，過去都必須使用生物材質製作。十六世紀晚期，隨著日本戰國邁入大型會戰時代，上至公侯統帥，下至一般步兵，都需披盔戴甲投入作戰之中。鹿皮為種種此類武裝用具的基本材料，從鋪墊、包覆，到製作成皮繩、靴襪、刀柄等，都能應用。而這樣的武具本身，除戰爭耗損外，也需時時更新。這就導致日本產生了空前大量的鹿皮需求。日本列島本身難以完全供應，於是商人便前往東南亞產鹿地區收購，將本求利。

十七世紀時，合法的出海貿易商船均有領取朱印狀（蓋上紅色印章的官方許可狀），因此稱作朱印船。這些商船前往暹羅、柬埔寨、呂宋甚至爪哇，除了藉此取得中國貨物之外，當地所產的鹿皮，也成為必買之物。鹿皮量體較大，頗為笨重，非金銀、香料、絲綢等奢侈品可比。前往暹羅、柬埔寨的日本朱印船，因航程較遠，故船體較大，才堪勝任。西、葡人則較荷蘭人更早投入此一貿易。

西、葡搶佔先機，荷蘭該如何重啟對日貿易？

荷蘭人進入臺灣時，目標是推展中日轉口貿易，與澳門、馬尼拉、廣南等中日會合貿易港競爭。但荷蘭人與中國供應商關係的好壞，起初有一段時間是隨著鄭芝龍的官運起伏升降，直到一六三四年之後才穩定下來（參見第四章）。對日貿易關係方面則要面對日商末次平藏、濱田彌兵衛一黨的競爭，兩方在「大員事件」（又稱「濱田彌兵衛事件」）武裝衝突中，受到幕府責怪。因此，荷蘭人在一六二九至一六三二年間，幾乎被逐出日本。

豈知日本因想禁絕天主教而鎖國，一六三四年起，逐漸排除了信奉天主教的西、葡兩國人參與日本貿易， 一六三五年更禁止朱印船繼續出國。這給了改奉基督新教的荷蘭人一個擴張中日轉口貿易的大好機會。此外，暹羅在一六三○年發生政變，為舊皇室傭兵的日本僑民領袖山田長政（1590-1630）失勢，引發新王撲殺日人，並導致原先由日人壟斷的暹羅鹿皮出口戛然而止。這對於好不容易在一六三二年重啟對日貿易的荷蘭人來說，卻是天賜良機，開始積極開發由其他產鹿地區銷售鹿皮至日本的市場。一六三三至一六三六年間，荷蘭人在臺持續征伐原住民的各個村落，其實都是為了不讓原住民阻礙唐人前往內陸獵鹿。

荷蘭東印度公司的鹿皮壟斷行動

在一六三二年，新港人曾想攻擊目加溜灣人而向熱蘭遮城的荷蘭當局請求援助，卻遭到回絕。可是當一六三三年日本再度開放荷蘭人前去貿易的消息傳到臺灣，荷蘭當局隨即開始計劃攻打目加溜灣背後的靠山麻荳。一六三三年底，荷蘭當局藉由出征小琉球的軍事行動，已先拉攏了新港人與蕭壠人（容許他們在聯軍出征時，砍取小琉球人頭顱）。

一六三五年夏季，巴達維亞派赴臺灣的增援兵力抵達，加上麻荳與蕭壠此時正受到疫病肆虐，荷蘭人遂決定在同年十一月出征麻荳，燒毀房舍田園，擊垮了整個村落。消息傳遍臺南一帶，大武壠人聞風後立即表示願與荷蘭結盟。不久，台江內海周遭的新港、蕭壠、麻荳、目加溜灣、哆囉國，都承認了荷蘭當局的權威，將其土地讓渡給荷蘭共和國。在所有這些村落的獵場範圍內，獲得荷蘭東印度公司允許的唐人都可以獵鹿剝皮取肉。而早在一六三四年底，公司即規定唐人除了公司以外，不得向其他對象出售鹿皮。

如前文所述，荷蘭東印度公司是希望趁暹羅鹿皮出口中止時，快速從臺灣取得鹿皮以供應日本市場，於是保護唐人大舉進入臺灣原住民的獵場獵鹿。為了取得更多鹿皮，僅僅是開放台江內海周邊這些原住民村落的獵場已經不夠，唐人不斷北進到現在的雲林、嘉義，大約於一六三六年進入了位於濁水溪沖積扇虎尾壠人的獵場。結果，虎尾壠人積極阻擋唐人進入他們的獵場，甚至集結戰士前往魍港，警告在芙列辛根堡駐紮的荷蘭士兵。不只如此，虎尾壠人也與少數不服從荷蘭人的唐人合作，將鹿皮、鹿肉出口走私出去，以打破荷蘭人的壟斷收購政策，這些都是因為虎尾壠村「從水路難以侵入」，所以居民有恃無恐的關係。

虎尾壠村所在的彰化平原，當時是從水路很難抵達的地方，但由二林（前述加哩林）的一小片海岸南下走水路到魍港的話，仍能利用魍港進出口貨物。荷蘭人的勢力依靠芙列辛根堡據守，僅能顧及魍港周邊，卻難以到達虎尾壠。

獵場爭奪，鹿死誰手？

結果在必須供應鹿皮的壓力之下，熱蘭遮城的荷蘭長官分別於一六三七年與一六三八年，兩度率軍發動遠征，長途跋涉。第一次是強行燒毀當地原住民秋收後的稻穀（包括二千二百座房舍），第二次則是逮捕了為首反抗的四位原住民領袖和一個唐人領袖，以制止他們繼續殺死唐人，保衛鹿場。

一六四○年，唐人與原住民之間因為獵鹿問題又起爭端，荷蘭東印度公司於是在一六四一年發動第三次征討，這次征討迫使虎尾壠派出代表前往熱蘭遮城簽訂條約，保證日後不再傷害公司的員工或公司結盟的對象。一六四二年，公司再度發兵第四次遠征虎尾壠，足足破壞了彰化平原的九個村社，以盡量將滯留於彰化平原、不受公司管控的唐人走私者、盜獵者掃除。

約略與此同時，亦即一六四二年前後，公司藉由與暹羅當地唐人合作，而能取得暹羅所出口的鹿皮。暹羅鹿皮本來就較臺灣鹿皮的品質更好，在日本的售價更高。既然已經沒有擴大臺灣鹿皮出口的強烈需要，公司此後就沒有很強的動機要繼續往北擴張其影響力。後來，因為中國明清交替的緣故，沿海控制不穩，開始有海盜於臺灣沿海出沒、甚至進入島內，公司於是決定趁著鞏固了雞籠與淡水的基地，派軍深入貓羅溪流域企圖掃蕩唐人海盜。

西台灣最後防線——水路難及之地

一六四四年，公司派出彭恩（Pieter Boon）上尉率軍進入大肚人的領域，搜捕唐人海盜，並希望將該區域納入統治之中；但最後於一六四五年僅換得大肚領袖承諾讓公司人員安全通過這個區域而已。大抵而言，除了必須阻擋不受公司控制的唐人進入此一區域以外，大肚人仍然維持自治狀態。

由上述可知，與小琉球人相比，位於水路難及之處的虎尾壠人與大肚人，手中握有更多與荷蘭人對抗的籌碼。荷軍四度出兵攻打虎尾壠，這是因為虎尾壠人四度違抗荷蘭當局保衛他們的獵場。當時從大員出征虎尾壠，由水路迫近到底有多困難？以一六三八年出征的情況為例，當初遠征共派出二百一十名士兵，乘坐在四十八艘舢舨上，也就是每艘舢舨約乘坐四到五人。在路途中尚須將舢舨拖行越過淤淺的水道，可見這是吃水非常淺、可能不足一公尺的小船。

同樣的，一六四二年那場遠征，出動三百一十人，乘坐三十三艘舢舨，亦即每艘約乘載九到十人，船型較上次征伐稍大但吃水仍很淺。兩次征伐都是從北港溪口上溯至水深無法航行的地區後，再走至少一天的行程。這就說明了，虎尾壠村無法由沿岸沙灘靠岸後即登陸進入。相反的，由於無法由海灘進入，不得不採取溯溪的做法，而其位置距離舢舨溯溪停止處都還有一天的步行距離，不可謂距海不遠。

至於後來一六四五年彭恩上尉率隊進入大肚人居地的路線，並非由大員北上，而是由淡水南下，走水路先進入大甲溪，才進入其領域。倘若不考慮東岸的情況，就整個西海岸來說，大肚人的領域是最後才被荷蘭人所壓制。最重要的因素，仍然是水路難以接近此地。

——本文摘自《島嶼歷史超展開》，2023 年 8 月，春山出版，未經同意請勿轉載。