聊天可以，上課卻聽不清？「微聽損」如何影響兒童的課業與人際關係？

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

謝爾頓（宅男行不行的主角之一）走進自家公寓的客廳，看到好友李奧納德與霍華德窩在那裡，現場氣氛緊繃。

「怎麼了？」他問道。

「霍華德今晚要睡這裡，他跟老媽吵架。」李奧納德解釋。

「你幫他倒一杯熱飲了嗎？」

李奧納德一臉不解地瞪著謝爾頓看，霍華德則是癱坐在沙發上，不發一語。

「李奧納德！這是社交禮儀，朋友鬱卒時，你應該幫他倒杯熱飲，比如熱茶之類的。」

「來杯茶確實不錯。」霍華德坦言。

謝爾頓是美劇《宅男行不行》（The Big Bang Theory）的主角之一，網路迷因「以熱飲安撫朋友」可能就是源自於他。不過，認為身體溫暖與精神支持是相通的人，肯定不只他一個。幾個世紀以來，詞曲家與詩人把愛與關懷跟暖心的溫度連結在一起，孤獨與背叛則令人心寒。

溫度可以改變看法

我們的日常用語也充滿類似的譬喻。我們以「溫暖、熱情」（warm）來形容有愛心、反應熱烈的人。我們作客時，可能獲得「熱情接待」或「冷眼對待」。波蘭人可能 mówi ciepło（熱情地談論）某人；在法國，大家有時會用 battre froid a quelqu’un 的說法（字面意思是「冷對某人」），意思是「故意冷落某人」。

早在 1946 年，現代社會心理學之父阿希（Solomon Asch）的實驗就發現，描述一個人時，加入「熱情」或「冷淡」等字眼，會明顯改變別人對那個人的看法。別人可能認為你很聰明、技巧高超、很堅毅，但那不重要，重要的是你究竟是熱情還是冷漠。

阿希發現，一般人認為熱情的人是慷慨大方、善於社交、溫厚良善的。冷漠不僅表示你缺乏上述特質，大家也會覺得你展現出相反的特質：小氣、疏離、刻薄。阿希認為，冷熱之別是社會觀感的基礎。

然而，科學研究經過多年才揭開一個事實：這種根本特質不是簡單的語言學或人為譬喻的產物。我們是在「生理上」，真實感受到人際關係中的「冷暖」。

現在把時間快轉到二十一世紀。2008 年，研究人員在耶魯大學的宏偉建築中做了一項簡單的實驗。一位自願參與的大學生走進心理系大廳，她在那裡遇到一名女性研究助理，說要帶她去四樓的實驗室做實驗。那位助理的手上拿了很多東西：一杯咖啡、一個寫字板、兩本課本。她們兩人一起走向電梯。

在電梯裡，研究助理請那個學生暫時幫她拿著杯子，好讓她在寫字板上隨手記下一些東西。不久，電梯門打開，她們一起走了出來。那位學生不知道的是，實驗的第一部分已經結束了。

一旦進入實驗室，研究人員會請她讀一段文字，那段文字是描述一個虛構的人「某甲」，某甲是聰明、熟練、勤奮、堅定、務實、謹慎的。學生的任務是針對十種性格特徵，為某甲打分數，其中五種性格特徵在語義上與「熱情」或「冷淡」有關。

這項實驗總共有四十一位大學生參與，他們不知道的是，研究人員已經把他們分成兩組。電梯裡，其中一半人被要求拿著的，是從當地咖啡館買來的熱咖啡；另一半的人是拿冰咖啡。這個小差別就足以影響學生對某甲的觀感，相較於拿著冰咖啡的人，拿著熱咖啡的人明顯覺得某甲比較「熱情」。

對心理學家來說，這種發現是突破性的。那表示，身體實際感受到溫暖，確實可能增加心理或社交上的溫暖印象。

這個實驗就此敞開了研究的閘門（包括我自己的研究）：研究溫度與社交性之間的關聯。如果暫時拿著一杯熱飲，就足以讓我們覺得某人比較善於交際、值得信賴，那是否也能讓我們覺得自己跟他比較親近呢？

不是身體上的親近，而是心理上與社交上的親密──就像我們說「親近的朋友」或「親近的家人」那種親近？我決心找出答案。

溫暖確實可以拉近關係

電梯裡拿咖啡的實驗做完一年後，我和荷蘭烏特勒支大學（Utrecht University）的指導教授一起發表了我們的變化版本。我們設計了一個實驗室的研究，當實驗人員忙著在筆電上安裝問卷時，她會請參與者幫忙拿著一個杯子。半數參與者是握著裝熱茶的杯子，另一半是握著裝冰茶的杯子。無論是在電梯裡、還是在實驗室裡，讓人拿著一杯熱飲或冷飲，都會影響參與者對他人的看法。

接下來，是我們實驗的下一步。我們請參與者看一份基本的評估量表，那是畫在一張紙上的幾個簡單的文氏圖（Venn diagram）。每個文氏圖是由兩個圓圈組成。

在量表的左端，兩個圓圈幾乎沒有接觸；在量表的右端，兩個圓圈幾乎完全重疊。在這兩個極端之間，兩個圓圈的重疊面積持續增加。

我們請參與者假設其中一個圓圈代表他本人，另一個圓圈代表實驗人員。我們想知道參與者畫出的兩個圓圈是否有重疊；如果有重疊，重疊比例是多少？我們已經知道，人際關係更好（更投入、更忠誠、更融洽）的人，通常會把圓圈畫得比較重疊。

在我們的實驗中，拿過熱飲的人所畫的圓圈，比拿過冷飲的人所畫的重疊更多。我們因此推論，熱飲組覺得他們自己與實驗人員的自我更融合。簡言之，他們感覺自己與實驗人員更親近了，只因為實驗人員給了他一杯熱飲，而且不用喝下肚，只要拿著就好。

後來，我們又繼續做相關的實驗，結果發現，參與者甚至會開始使用更多的詞彙來描述自己與他人的親近感。這項研究是這樣運作的：在烏特勒支大學，我們不是請參與者握住熱杯或冷杯，而是請他們待在一個暖氣房（攝氏二十二至二十四度）或冷氣房（攝氏十四至十八度）裡。接著，讓他們觀看一段西洋棋的紅棋與白棋移動的影片。

我們請參與者描述他們看到的情況時，一位待在暖氣房的參與者提到：「我看到一個紅棋跟在其他棋子後面，後來吃掉那些棋子。她先吃下左邊的第二棋子，然後吃掉右邊的棋子。接著，她往後移動，又吃下一個棋子。之後，她往前移動，又吃下一個棋子。」

一個待在冷氣房的參與者說：「小兵與皇后去冒險，但皇后不喜歡他，自己走了。這對白方不利，她的行為引發了衝突與問題。小兵只是個蠢蛋，他放任皇后消失，後來大家都很不滿，連驕傲的國王與小兵都很不滿。」

不管是待在冷氣房還是暖氣房，參與者都很容易採用擬人化的敘述。不過，待在暖氣房的參與者使用較多的動詞來描述看到的情況，待在冷氣房的參與者比較喜歡用形容詞。

——本文摘自《做個有溫度的人：溫度如何影響我們的生活、行為、健康與人際關係》，2022 年 9 月，時報出版，未經同意請勿轉載。

若說鍵結提供了剖析人類連結方式的模型，也可用來闡述這些連結逐漸磨損而分解的部分原因。

天下沒有無堅不摧的化學鍵。每種化合物皆有熔點與沸點，唯一真正該問的問題是，得花費多少能量。以離子鍵形成的氯化鈉，僅需少許的水就會造成破壞，熱水的破壞力尤其大。

鹽加入烹煮義大利麵的水之後溶解，在你聽來應該不像戀人分手或友情變質的故事，但本質相當。鍵結存在的條件已出現變化，隨著溫度升高，其連結也不再強到足以維持。所有關係均會隨著情況改變而產生變化：鍵結是否堅強到足以存續，取決於鍵結的本質與改變的程度。

舉例來說，泛泛之交猶如氫鍵，若一方移居國外，友誼不可能還會延續；然而，若你和同事之間已建立起離子鍵，你換工作後，友誼也不可能就此畫下句點。

情境儘管改變，你們身為人的極性並未改變。兩人漸行漸遠，常聽見的原因是「他變了」、「她跟以前不一樣了」。個人演化的所有面貌，僅用一句說詞就約略帶過，不過是搪塞了人生閱歷造就的變化，敷衍了享有的成就與煎熬的敗舉，亦抹殺了人生經驗中美醜的印記。

人際離合，如同原子鍵結的形成與消退

原子化合物可能建構了一座實用模型，進一步挖掘人類的連結，但當然，我們比這個模型還更複雜一點。我們的需求、個性、目標皆可能逐漸演化，而且是以碳原子外殼層執行不了的方式。碳原子外殼層會有四個電子，汲汲營營尋覓其他兩個氧原子來達成飽和。人類的靜電需求則更可互相交換。

我們會改變，而個性、態度、人生志向的改變，可能會帶來價的改變。尋求不同的事物可能意指尋求不同的人：或許是想在派對咖裡找到長久相處的朋友，或許是想找到重視家庭也重視玩樂的另一半。

我最近深刻體驗到，什麼叫做與重要的朋友分開。我倆認識多年，形成的鍵結之強力，是可以成天坐著耍鬧、玩吉他、笑到差點尿褲子的那種，是簡簡單單就樂不可言的友情。但我倆的人生道路岔開了。或許是職涯進展速度不同。曾經不須刻意就將我倆鍵結起的共價感消褪了，取而代之的是對方更加需要但我給不出的某種感覺。

此時通常感覺就像弱力接了手，改變了對方某部分的個性或快樂感，還威脅要摧殘你，你則得試試是否能共用或給出電子，協助對方重新完整自己。但不是每次都可行。有時候就是對方電子需求的規模或頻率太大太高，不適合一段友誼健康永續發展。別太苛責自己了吧。

人類可能天生就能建立連結，但供給別人也有個底線，以免損蝕了保護我們個性、需求、身分的強力。

你和愛人分手、和好友失聯，自然而然會責怪自己（當然，會先大哭一場），斟酌自己做錯什麼，重來一次的話，可能會有哪種別的做法。鍵結可協助我們找到更平衡的觀點，讓我們知曉不是每種鍵結都可隨著演化而持續，儘管有些鍵結在你目前為止的演化進程中居功厥偉，就是不會永遠存在。或許，最寶貴的體悟是，儘管目睹鍵結的裂解，也未必造成我們裂解。

化學上，鍵結或原子特性的變化理應不僅是該狀態的終結，而是另一種狀態的開端：創造產生新鍵結的空間。人類也理應如此。我們面對一段關係分裂，可能得花上一杯溫牛奶的時間重新設定自己，安撫自己。但，無論我們目睹多少鍵結斷開，必將留著我們最具人性的能力：

重新開始一段新的連結，結交新朋友、找到新戀情。我們的外殼層早就準備好給予或分享下一個電子。

化學鍵與人之間連結的差異：親和力與親留力

化學鍵可能幾奈秒之間就形成了，奈秒可是我們感知不到的時間單位。人與人之間的連結本身也可能會立即形成，儘管我們還是得注意親和力（affinity）與親留力（avidity）的差別：

親和力指單一的相互作用，生物學概念的親留力，則是許多親和力經過一段時間形成的整體連結。親留力才能真正實質連結彼此，將兩段人生搓出雙股，繫上由共享經驗、興趣、志願、價值觀織成的網。

這類親留力僅會發生於兩人可以一起演化共進的情況，兩人彼此攜手加強與深耕原本的鍵結，才不會過度使勁，拉壞初始的共價鍵或消除原本的磁吸引力，最終導致分裂。

培養呵護這些鍵結，是我們的本能。大家都會花時間琢磨如何照顧身邊的人：在他們困厄時，說出對的話語鼓勵他們，到場歡慶他們的成就，甚至忖量要為他們烹煮什麼好料，買來何種生日禮物。同時，我們也會死守於爭執、隔閡、歧見之中。是他們不對，還是自己？

藉由化學鍵與基本作用力的角度深究人際關係，可以重新破解這些問題，進一步挖掘人類連結的本質，確知那些聚集我們與逼使我們分離的因子，有助於理解自己施予他人與他人施予自己的作用力——這些作用力是否為有益的平衡，抑或是有害的不平衡力量。

對我而言，這指的是找出經營新關係的方式，以及賦予我們能力逃脫本能自責的窠臼，反思分開的實際原因。有時候，大家都沒錯。鍵結斷裂，是因為作用力超乎我們的掌握，滾水中必定有一顆義大利餛飩爆開。

何謂鍵結的本質？是穩定、支持，還是激情、熱烈？

思索鍵結的本質，能讓我們重新評估個別關係以及整體的人際關係。這些不同種類的連結也以多種方式滋養了我們：共價鍵的關係是穩定、提供支持，帶來撫慰、安心，離子鍵的關係是體驗刺激、熱情，通常還有愛情。

一種是人生中的潺潺流水，有起有落，也會改變路徑，但永不乾涸；另一種是點亮夜幕的煙火，能量之大，可能性之廣闊，震撼了四座。我們兩種都需要，理由各異，在任一給定時間點的比例依據個性與人生需求而不同。

我們正如組成我們的原子，持續形成新的連結，追求人類本能渴望的歸屬感與穩定性。有些關係將冰消瓦解，有些將永世長存；有些會完整我們，有些會讓我們感覺似乎即將撕裂彼此。

對於牽起新關係的方式，沒有人會是絕對冷靜客觀，我也膽敢說，沒有人會完全以科學角度看待，不過，化學可以帶來煥然一新的觀點：賦予我們信心組成各種鍵結，斷開各種關係，有時候重組連結，從彼此之間定義自己。