公眾意見誤導科學政策？

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

本特輯由 教育部青年發展署 委託，泛科學企劃執行

「審議民主」目的是促成公眾對政策進行知情而理性的討論，而為因應疫情發展，線上審議被認為更加切合時代趨勢，教育部青年發展署透過優化線上審議民主的過程，期望未來參與公共事務不再受到疫情或地域的影響與限制。

自疫情開始以來，促使人們生活型態轉變，更凸顯數位治理、網路社會、創新應用的重要性，然而線上審議之相關研究不足仍需深入探討。因此，以線上審議之可行性及具體操作模式為背景，透過「109 年 Let’s Talk 討論議題」及「如何透過數位方式（「小校聯盟」、「數位學伴」）改善偏鄉教育資源？」為主題，共辦理 5 場，每場 2 小時的審議民主線上會議，邀集審議公民及主持人共 14 至 16 位，另安排 5 位審議觀察員，總共 88 位民眾參與，運用數位會議工具、即時通訊軟體，不僅帶動民眾參與線上審議的風氣，也為線上審議增添寶貴的研究成果，形塑青年公共參與文化並實踐數位民主。有關研究結果將在 4 月底前，於青年署官方網站公開，歡迎有興趣的民眾點閱。

此外，為因應線上審議推展，青年署以電玩、打怪等元素，策劃「青年打通關！審議來闖關」免費線上課程，讓學習可以不受時間、空間的限制，輕鬆累積知識，課程教材已於「e 等公務園+學習平臺」、青年署「超牆青年 E 學院」、YouTube 頻道以及泛科學院等網路平臺上架。

除了線上課程，審議民主實體培訓也即將於 5 月 1 日至 2 日在臺北舉辦，有興趣的青年夥伴，只要符合報名資格（18 至 35 歲），趕緊在 4 月 18 日前至報名網頁報名。

市民大會或共識會議常被政府機構用來作為制定或影響政策的工具。包括美國衛生研究所（National Institutes of Health）、美國農業部（US Department of Agriculture）都曾採用。這本來是設計讓政府制定決策的過程中，公眾能有發聲的機會，在某些特定的地方議題上提供一些洞見與意見。

但是，面對具爭議性的發展中的新技術時，這類的公眾參與往往不能達到其目的。例如，在一個社區裡是否建一座具爭議性的核廢料儲存區、在哪裡建，是否應該進行可能有致命性的生物病原體研究、在哪裡進行？這類的議題很難透過公眾會議達成協議。最常見的對立意見是：大眾有需要的最新設施對立於個別社區希望這些設施（如：行動電話基地台、電廠、廢棄物棄置場）設在別人家的後院。

政策制定者想利用市民會議多聽各方意見解決歧見，下場就是強化各自的意見、增加衝突、不能達成共識。可是政策制定者還是很喜歡採用這種方式。支持採行公眾會議的人認為這種集會有可能達成共識，並且提供了一般大眾、專家和決策者之間雙向對話的管道，可以及早發掘並辯論相關的倫理、法律、和社會（ethical, legal and social, ELSI）關注；最終能夠對於新興科學領域和它們的社會應用性進行一個長期的規劃。

最近發生的議題有國土安全部（Department of Homeland Security，DHS）下的國家生物與農業防禦設施（National Bio- and Agro-Defense Facility，NBAF）的選址問題。其實採行市民會議，反而得到與大眾意見相反的結果。這個由北卡州立大學科技公眾溝通計畫中心和威斯康辛大學麥迪遜分校生命科學溝通系合作的研究，發現最後選出的六個可能 NBAF 場址的排名和沒有明確界定的「社區接受度」這個要項有關。他們比較 DHS 排名和最後選的六個社區人口普查，以及對媒體人、決策者、和社區領袖作深入訪問。

這些資料顯示 DHS 評估的「社區接受度」低估了實際上大眾同意度，可能是被發聲的反對團體蓋過了。DHS 的排名也會被個別意見和對於其它人的想法的看法所影響。被少數反對聲浪透過媒體的散播的意見，常常掩蓋過沉默的大多數的意見。因此公眾會議並不一定能代表大眾的意見；尤其是有爭議的科學議題。

由於科學政策面臨的科學挑戰越來越複雜，從個人化的醫藥、奈米科技、到合成生物學，這個問題也更為棘手。這些議題有個共同點：圍繞在這些議題的社會辯論比較少集中在它們的科學可能性，而較多集中在倫理的、法律的、以及政治的爭議性，和它們最後的市場應用性。有必要多花時間與資源主動地、有系統性地對於社區中的各個成員評估其意見；對於具有重大社會與政治衝擊的決策不應該讓有強勢意見願意用各種方法發聲的團體來決定！

作者：駐美國台北經濟文化代表處科技組
參考資料：
[1] Opinion: Misguided Science Policy?—The Scientist [2012-04-10]
[2] Modern Citizenship or Policy Dead End? Evaluating the need for public participation in science policy making, and why public meetings may not be the answer

轉載自國科會國際合作簡訊網 [2012-05-03]

• 廖英凱／非典型的不務正業者、興致使然地從事科普工作、科學教育與科技政策研究。對資訊與真相有詭異的渴望與執著，夢想能做出鋼鐵人或心理史學。

2019 冠狀病毒疾病和 5G基地台等新興科學與技術議題，除涉及知識鴻溝和價值差異外，也涉及當代科學的不確定性，不確定性既可來自科學發展中與事實有關的未知謎題，也可涉及與價值有關的選擇與判斷。

今（2020）年初始，2019 冠狀病毒疾病（Coronavirus disease 2019, COVID-19）自中國武漢往世界蔓延。

面對來得又急又快的新型病毒，世界各地也因不同的文化與教育程度，催生出了各種謠言或假訊息。而在各種真假訊息之中，令人匪夷所思的是隨著 5G 網路（5th generation mobile networks）的陸續商轉，4 月初在英格蘭與荷蘭，即發生民眾誤信 5G 網路會散布新冠病毒（SARS-CoV-2），或認為 5G 網路會損害免疫系統，而聚眾焚毀基地台。

若將時間拉回到 16~17 世紀，歐洲各地正處於「獵巫」審判的最高峰，彼時人們認為巫術信仰與厄運、疾病和死亡有關，相信與巫術信仰有關的巫師或女巫及其屍首會帶來災禍，必須要以火刑淨化。事證的檢視與刑罰的判定，多在世俗法庭而非宗教審判所，也欠缺神學與法律的嚴謹基礎。

歷經 4、500 年後，人們已不再將疾病導因於巫術與巫師，但對於新興疾病的未知特性，卻歸咎給了基地台、電磁波和當代新興科技。荒誕的燒毀基地台辟瘟，似乎也頗有千年傳統再次感受的味道。啟蒙時代（Age of Enlightenment）至今三百載，人類自詡進步之路上，似乎還出了點什麼問題……。

電磁恐慌？主流科學難以撼動的經典傳言

恐懼電磁波、電場和磁場對身體帶來危害一直是部份環境和公衛等倡議人士關注的焦點。在臺灣十餘年來，舉凡如行動通訊基地台、雷達站、變電所、高鐵車廂與電子產品等，都曾遭遇過抗議或要求電磁強度標示或管制等倡議。

這類議題也不斷重演著少數環境倡議者與科學家的論戰。此類論戰大致可化約理解為環境倡議者多強調新興科技對健康的疑慮、主張環境電磁波的總量管制和警語標示，可視為一種持守「預警性原則」的保守心態。但科學社群則多強調電磁場的物理性質、人造電磁場與地球環境電磁場的相比、大規模公衛研究的成果及原分子尺度的因果研究，可說是一種基於「科學實證」的進取態度。

這兩類迥異態度的拉鋸，是有助於科技政策制定中的事實認定和價值判斷釐清的必要爭論，政策制定與溝通正是在兩種態度的權衡中尋求符合在地情境的最佳解。然而，兩種態度的爭論，呈現於一般傳媒、利害關係民眾所接受到的訊息時，往往僅存片面、造成恐慌與偽科學的資訊。最終演變成倡議者對抗科學霸權的血淚控訴，與科學社群對民眾科學素養低落的失落無策。

走向科學？先天不足後天失調的崎嶇路

對於追求前沿知識的科學社群，當中的科學研究體制成熟且穩定發展。但對於不屬研究者的一般公眾，科學知識在日常生活的取得、理解與應用，仍屬陌生且艱難。特別是對於涉及科學的社會議題，受到科學知識發展高度分化的影響，一般公眾幾無餘力充分理解議題中所蘊含的科學知識，難以在專業知識層次上與該領域專家平等對談，而往往仰賴受信賴的專家論點與指引。科學議題也可能受到來自利益和不當理念驅動的惡意倡議，使科學內容受到誤解、扭曲或偽造。

此外，如 2019 冠狀病毒疾病和 5G 基地台等新興科學與技術議題，除涉及知識鴻溝和價值差異外，也涉及當代科學的不確定性，不確定性既可來自科學發展中與事實有關的未知謎題，也可涉及與價值有關的選擇與判斷。這使得從公眾的角度看待科學時，科學並非也不該總是呈現對錯分明的樣貌，而是具有多元解讀、結論模糊的特色，而仰賴眾研究者勇踏前人未知之境的恆常努力。

當科學議題與風險有關，而仰賴公眾權衡輕重時，內在於公眾的心智機制，也不利於科學議題的判斷。舉凡疫苗、基改、公共衛生、能源與環保等諸多涉及科學的社會議題中，人類對風險判斷過程的損益權衡，常有不一致或矛盾的判斷標準，甚至可受到修辭的影響。例如特維爾斯基（Amos Tversky） 和卡尼曼（Daniel Kahneman）在 1981 年提出的研究發現，當一個議題被描述為 30％ 人死亡或描述為 70％ 人存活，對於公眾就會產生迥異的情緒感知進而得到不同的決策或判斷。

這種認知上的特色，使得人類感受到的風險與實際帶來的風險並沒有正相關。而當風險事件引發情緒時，人類容易讓情緒感覺驅動行為決策，例如使人過度害怕愛滋病毒卻輕忽肥胖，過度害怕焚化爐空汙卻輕忽菸害，更有甚者，會傾向於詆毀新科技的問世。

因此，若要細究焚毀基地台防疫民眾的動機，可能並非單純的科學知識缺乏或誤信錯假訊息。還跟外在於公眾──科學發展的複雜與不確定性，及內在於公眾──風險判斷的心智認知有關。

內化科學？知識傳遞的百年窠臼

科學議題判斷的困難，促使廣義的科學界肩負起「撥亂反正」的責任。然而，時至今日，無論體制外的科學傳播或體制內的科學教育，既難堪稱知識傳播的主流於回應真實世界的科學議題，也常有相當距離。儘管近年科學傳播理論已開始轉向具有雙向溝通、參與真實社會議題的「公眾參與科學」，或導入宏觀「科學素養」的科學教育理念。

但多數科學傳播文本或形式，仍屬將科技新知、艱難知識轉化並報導給目標受眾，多維持單方向知識傳遞的「公眾理解科學」階段，較少理解公眾因應科學議題的脈絡，而略難呼應真實社會的科學爭議。科學傳播者雖作為科學知識和公眾之間的「中介者」，但如《科學月刊》前總編輯林基興博士等，直接涉入爭議科學議題的溝通或決策場域也屬罕見。

回首臺灣的情境，雖然沒有誇張到燒毀基地台，但也曾有抗議氣象雷達站與阻擋海底電纜的社會爭議，迄今也有現任立委因顧慮電磁波危害，在選前提出反對雷達站、各式基地台和海底電纜等主張。

形塑科學文化的使命，不僅止於教化與啟迪，更在爭議科學議題的辯證之間。

延伸閱讀

• Gawande, A., The mistrust of science, The New Yorker, 2016/6/10.

〈本文選自《科學月刊》2020年7月號〉

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