不管在哪裡都行，教你拍出更酷的自拍照！——《這麼做就對了！最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》

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

「回想一下你昨天晚餐吃了些什麼？」此時，你的腦海是不是開始浮現各種餐點的圖像，像是大阪燒、泡麵等等。而這就是心理學當中的「心像」（Mental Image）概念。但是如果問大家說，「回想你長什麼樣」，你出現的畫面會是什麼呢？這也成為研究者超好奇的事。

以前我們都曾在課堂中畫自畫像，看看旁邊繪畫技巧超厲害的同學，畫得有夠像。但再看看自己手中那張，內心只會驚恐地想說：這到底是誰？！

事實上，畫在紙上的自畫像，完全取決於個人的繪畫技巧。但是出現在我們腦海中的，基本上就可以忽略有沒有高超繪畫技巧的因素，而是與我們對自我的「心像」構成有關。

其實你的「心像自拍」，跟你只有 87 分像……

於是實驗開始！修但幾勒，你一定會問說，我腦中浮現的畫面，是要怎麼「實體」呈現出來？

英國班戈大學（Bangor University）和倫敦大學（ University of London）的心理學家就開發了一種方法，能夠簡單地讓你把腦海中的「自畫像」（或是自拍）形象化。

他們隨機給參與者兩張不同人臉，讓你選出「最接近自己長相」的那張。就在這不斷重複「人臉二選一」數百次後。實驗者就會將參與者選出所有「最接近自己長相」的照片全部綜合、平均起來，就變成每個人腦海中獨特的「自拍」。

照理來說，如果參與者都選出「最接近自己長相」的照片，那麼最終出現的那張會趨近「我們真實的長相」，對吧？！

但是，結果告訴我們只有87分像啊……因為最後呈現的照片，是會選出一張和自己長得不太一樣的人臉。

對自我的看法，會強烈影響心中的自我形象

所以，為什麼我們腦海中的自畫像，會和真實的自己長得不一樣呢？其實，這和我們內心如何看待自己、覺得自己是什麼樣的人，有很大的關係。

在讓參與者不斷經歷「人臉二選一」的實驗後，實驗者讓他們都填寫人格特質和自尊相關的問卷，來了解在他們心中自己是什麼樣子的人。結果，非常有趣地是，「你覺得自己是什麼樣的人，會影響你如何想像自己的外表！」

研究發現，參與者對自己的看法和信念，會強烈地影響他們如何對自己的外表想像。也就是說，如果參與者認為自己是一個外向的人，那麼他們在腦中浮現自己的臉，會比在其他人面前看起來更自信和善於社交。

你一定也聽過，不管是面試或是約會等，千萬記得一定要留下好的「第一印象」。而這和心理學中的初始效應（primacy effect）有關。因為在一開始所得到的資訊，往往會比後來得到的有更大的影響。

身為論文作者之一馬諾斯‧察基里斯（Manos Tsakiris）就解釋，「當我們看到一張新的臉時，其實在不到幾秒的時間，我們就已經根據我們所接收到的資訊，形成對某個人的印象。」

重點來了，不論對方所形成的第一印象是否正確，它都會影響我們對別人的看法。而同樣地，這件事情也反映在這項實驗中，因為我們對自己的印象，會影響我們在腦海中是如何看待自己的。

臉只有 87 分像……那身材呢？

如果說想像和真實的自己，長得不一樣。那我們對自己想像中的身材，也會有落差嗎？

在另個實驗中，繼續利用「身材二選一」的方式，最後會形成一張你所有「最接近自己身材」的照片全部綜合、平均起來。結果，這張在參與者腦海中「想像的身材」還是明顯長得不一樣啊……。

同樣，參與者對自己身材的態度和信念，會強烈地影響我們對於身材的想像。值得注意的是，對自己的外表或身材，有負面情緒或態度的人，傾向會覺得自己的身材比真實的自己要胖很多。

我們對於自己的外貌和身材的想像，大多時候和「真實的自己」其實會有落差。而會造成差距的因素，就是和我們的內心怎麼看待自己有很大的關係。

而實驗者也提到，希望這項研究未來能夠幫助到身體畸形恐懼症（body dysmorphic disorder, 主要指患者會過度關注自己的身材和外表等缺陷，並過度誇張的臆想、甚至出現強迫行為等）等臨床中的評估。

參考資料

• Maister, L., De Beukelaer, S., Longo, M. R., & Tsakiris, M. (2021). The Self in the Mind’s Eye: Revealing How We Truly See Ourselves Through Reverse Correlation. Psychological Science. https://doi.org/10.1177/09567976211018618

• 作者／蘭德爾‧門羅（Randall Munroe）；譯者／黃靜雅

我們常常以為眼睛有如一對照相機，但是人類的視覺系統比任何照相機都要精密複雜得太多了，因為視覺是自然而然發生的，所以我們很容易忽略其複雜性。我們看到景象，腦海中出現畫面，但我們並沒有意識到，要有多少的處理、分析和交互作用才能產生那樣的畫面。

照相機通常是用大致相同的解析度來看影像的每個部分。如果用手機相機拍下現在閱讀的頁面，照片中央的字與邊緣附近的字會由大約相同數量的像素組成。但是，眼睛並不是那樣運作的。

眼睛在視野中央看到的細節，和在邊緣看到的細節有很大的差別。眼睛實際的「像素網格」（pixel grid）看起來很奇怪：

我們沒有注意到解析度差異很大，是因為我們的大腦已經習慣了。我們的視覺系統處理影像，給我們的整體印象是：我們看到的就是現場的樣子，和照相機看到的是一樣的東西。這樣行得通⋯⋯直到我們開始比較腦海中的畫面和真實照相機產生的畫面，才發現大腦私底下一直在幫我們調整很多的變量。

照相機和眼睛在各方面都有差異，其中之一是它們的視野（field of view）。攝影學上的許多困惑都是視野引起的，而且視野對於自拍有特別顯著的影響。

當你拿起照相機靠近自己的臉拍攝時，你的五官看起來會不太一樣。想要明白為什麼（以及這如何影響各種照片），我們先來談談超級月亮（supermoons）。

你的月亮不是我的月亮？

網路報導三不五時就會輪番瘋傳，針對一些即將到來的天文事件散播聳動的言論。

這些報導偶爾會附上天際線後方的「超級月亮」照片，如下。

然而，當人們去外面拍攝月亮照片時，拍到的卻是這個樣子：

到底是怎麼回事？第一張照片是假的嗎？可能是，但通常不是。

相反的，這是利用望遠鏡頭、以非常窄的視角所拍攝的照片。每張照片都顯示某種視野。寬的視野看得到兩邊的東西，窄的視野只看得到鏡頭正前方的物體。

「變焦放大」（zoom in）的意思是窄化視野。

我們很容易認為變焦放大是「靠近」主體，因為放大使小的主體變大、充滿整個畫面。但「變焦放大」與「靠近」不太一樣。當你靠近主體時，照片中的主體變大了，但遠處的背景維持同樣的大小。當你變焦放大時，主體和背景都變大了。

人們被這種差異給搞混了，原因在於我們的眼睛只有一個視野。

我們可以將注意力集中在視野中央的事物上，但眼睛涵蓋的總面積維持不變。視野特別寬或特別窄的照片可能會令人嚇一跳。

幾十年來， 攝影師的經驗法則向來是：50 毫米全畫幅鏡頭產生的影像，在人們眼中看起來很「自然」，不太寬也不太窄。令人意外的是，這種「自然的」鏡頭產生的視野很窄，視角大約 40 度而已，和「手拿精裝書、離自己的臉大約 30 公分所涵蓋的範圍」差不多。

突破傳統攝影的智慧型手機

但是智慧型手機可能正在改變這一切，因為手機鏡頭的視野比舊式的 50 毫米鏡頭寬很多。

舉例來說，iPhone X 具有 65 度的水平視野，使用者不必後退，便可將較寬的景象納入鏡頭（然而，這對某種常見的攝影主題來說還不夠寬：彩虹。彩虹在天空的涵蓋角度是 83 度，有點太寬了，以致 iPhone 的鏡頭容納不下）。

這些廣角鏡頭已經變得愈來愈普遍，因為使用智慧型手機的人想要拍攝看起來很自然的生活照，或可同時拍到很多人的自拍照。

傳統的 50 毫米相機很難拿在一臂之長的距離自拍，而手機在拍完後很容易就能裁剪影像，所以出現兩邊「太寬」的差錯也無所謂，使用者再進行縮放和裁剪就行了。

但是，廣角視野是有代價的：當你用廣角鏡頭拍攝小型或遠處主體的照片時，拍出來的可能並不是你預期的樣子。

對人類來說，月亮很吸睛。即使我們沒有真的用眼睛「放大」，也會將注意力集中在月亮身上。我們利用自己的高解析度視覺，專挑月亮的細部來看，無視於月亮周圍相對較無趣的天空。

但是智慧型手機不知道如何像大腦那樣「集中注意力」。月亮只不過是它的超廣角鏡頭裡的另一團像素而已。要拍攝好看的月亮照片，你需要變焦放大，而智慧型手機在這方面的功能有限。

如果你的照相機真的可以變焦放大，你想包含在照片中的所有其他東西（比如周圍的建築物和樹木），鏡頭裡就再也容納不下了。從你站的地方看起來，那些東西比月亮還要大，儘管它們顯然並不是這樣（除非你們城市的土地區劃法特別寬鬆）。

如果你想要物體相對於月亮顯得較小，你就必須離得夠遠，使物體占據天空的一小角。以建築物來說，此距離可能相當遠。為了拍攝「巨大無比的月亮在城市天際線後方」之類的照片，攝影師通常需要站在距離城市幾公里遠的地方。那張漂亮的照片，大概是花了好大一番工夫與規劃才拍到的。

為什麼在普通的照片裡，建築物看起來那麼大、月亮看起來那麼小？因為建築物比月亮近多了。說到這裡，我們再回過頭來談自拍照。

• 下篇《就喜歡自拍，不管在哪裡都行，教你拍出更酷的自拍照！——《這麼做就對了！最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》》，將帶大家來研究如何拍出更酷的自拍照。

——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了！：最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》，2020 年 1 月，天下文化。