哪家的麻辣鍋比較辣？這可能要問韋伯·史高維爾（Wilbur Scoville）了。化學家史高維爾建立了辣椒素（capsaicin）含量的指標，並以自己的名字命名為史高維爾指標（Scoville Scale）。史高維爾指標自1912年建立後，一直沿用至今，它有效且非常精準，從辣度零的甜椒（bell peppers），到警用級的辣椒噴霧劑，或世界上最辣的千里達魔蠍椒（Trinidad Moruga Scorpion pepper ，辣度150~200萬！）都能測量。雖然陸續有新的化學分析方法出現，但史高維爾指標仍是測量辣度的第一道程序。
編按：最後要附上《鋼鐵人》的小辣椒（咦？）
資料來源：POPSCI: How Science Measures Food-Chili Pepper Heat [2012.06.14]
參考資料：wikipedia: 史高維爾指標
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。
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：
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：
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。
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）」：
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。
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：
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。
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：
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。
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
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辣椒裡的辣椒素會刺激皮膚疼痛纖維，觸發「痛覺」和「溫度」神經。痛覺讓口中產生灼熱感，灼熱感讓神經誤以為體溫上升，為了調節體溫身體大量出汗散熱！
辣椒是人類種植最古老的農作物之一哦！考古學家估計，在西元前5千多年，辣椒就已經是美洲瑪雅人的食物囉！
可是在東方，華人使用辣椒的歷史，並沒有那麼長……
辣椒引進東亞大約只有三百多年，之前華人菜餚上的辣，來自葱薑蒜、花椒還有茱萸，辣椒反而被當成觀賞用植物…但後來，又是怎麼被普遍使用了呢？
過去，住在高山區、離海邊較遠的居民，取得鹽巴不易，居民試著在菜餚中加入辣椒，取代鹽巴來提味。
辣椒普遍被種植後，不但取得容易，還補強了缺鹽的窘境。而又辣又痛的感覺，讓古今中外人人都上癮，成為菜餚中重要的調味料哦！
吃辣和吃冰哪一個可以讓體溫下降呢？實驗結果顯示，辣椒裡的辣椒素會刺激皮膚疼痛纖維，觸發「痛覺」和「溫度」神經。痛覺讓口中產生灼熱感，灼熱感讓神經誤以為體溫上升，為了調節體溫身體大量出汗散熱！而吃冰，雖然能讓人瞬間感到涼爽，但人體會察覺到體溫下降太快，會自動調節體溫，反而體溫會上升！
公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ，結合科學、廚藝與食育教育，引領大眾用有趣的方式、從 Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房 36 法」中的科學知識。第三季節目於 2023 年 2 月 3 日起，每週五晚上 6 點在公視主頻首播，公視 3 台每週五晚上 7 點首播，重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視 3 台週日晚上六點播出。
▸《神廚賽恩師》第三季將於 2/3（五）起，18:00 在公視主頻首播
其他播出資訊
▍ 公視頻道每週五晚間 18:00、公視三台每週五晚間 19:00 （首播）
▍ 公視頻道每週六早上 09:30、公視三台每週日晚間 18:00 （重播）
▍ 並將於公視+ 影音平台完整上架 敬請期待
▍ 烹調中蘊含科學原理，一起發現料理中樂趣
生物學上，辣椒的辣不屬於味覺或嗅覺，而是一種本能和直覺上令人不適的灼熱感。動物不偏好這種感覺，但是人類卻對這樣的刺激躍躍欲試。至於為什麼辣椒會在各種料理中這麼普遍，以及為什麼有些人即使受盡折磨，也要嚐一口那辣死人的滋味，科學上有幾種解釋，不過到目前都還沒找到完全讓人信服的理由。
其中一個理論講的是地域性：吃辣會使人流汗，可以幫助散熱，所以辣椒在熱帶地區比較常見。但是這個說法不能解釋，為什麼寒冷地區的人也逐漸吃起辣來了。另一個理論認為，吃辣可以刺激感官：食品科學作家哈洛德．麥克吉（Harold McGee）表示，嘴巴裡和舌頭上的神經受到灼熱的刺激後，味蕾會短暫的對觸覺和溫度變化等變得比較敏感，這麼一來，食物的味道嚐起來會更鮮明、更令人愉悅。但另一方面也有科學證據指出，辣椒造成的灼熱感，其實會讓神經的感覺變得比較遲鈍。
在生物學上完全講不通的人類吃辣習性，可謂一宗味覺懸案。甜味、苦味、酸味、鹹味或鮮味都有悠久的歷史，它們的存在比人類早了數億年，但是辣味對智人來說，還是一種頗為新穎的味道。辣椒的起源地在南美洲安第斯高原（Andean highlands）橫跨現今秘魯和玻利維亞的地方，距離現代人起源的東非大裂谷（East African Rift Valley）非常遙遠。
人類首度品嚐辣椒，大概是在一萬兩千年前，從亞洲遷移到美洲的路上；真正變得比較普遍，則是五百年前左右。人類不斷在嘗試新的口味、愛上新的味道。辣椒的興起意味著，人類還在發掘新的感官刺激味，持續拓展我們的味覺版圖。這當中的意涵相當複雜。人類的味覺和嗅覺，與生理學之間有很密切的關聯，不管在新陳代謝、情緒和社交上，都扮演著重要的角色。突然闖進一種全新的味道，而且是以強烈而神祕的神經化學訊號刺激我們的大腦和身體時，會帶來什麼樣的衝擊呢？就像過去幾個世紀以來，我們飲食中的用糖量大增一樣，辛辣口味對人類的生理和飲食趨勢也是一大考驗，不同的是，辣味帶來的影響，有可能是利多於弊。
就像綠花椰菜的苦味一樣，辣椒的辣也是植物的防禦武器。六千五百萬年前，正當恐龍步入歷史時，開花植物還只是植物界裡地位卑微的成員，為了應付氣候變遷和日益壯碩的哺乳動物，玫瑰長了刺，辣椒則使出了辣椒素。
辣椒和曼陀羅同屬以化學防禦能力著稱的茄科（Solanaceae）植物，兩者都會製造毒素。曼陀羅花製造的毒素會讓人出現幻覺。不過，大部分的茄科植物，像是馬鈴薯、番茄、茄子等，在經過幾千年的培育後，都不再帶有這些毒素了。
但是某些植物，像是辣椒和菸草等，我們反而是用盡各種手段來提高它們的活性成分效果。我們稱這類有效成分為植物鹼，它們對我們的身體和心理都有強大的作用。除了辣椒素和尼古丁，這樣的植物鹼還包含咖啡因，以及海洛因和古柯鹼裡的活性成分。獨具風味的食物也常含有植物鹼，像是巧克力就富有苯乙胺（phenethylamine）和花生四烯乙醇胺（anandamine）等多種植物鹼成分。其中的苯乙胺是一種溫和的安非他命，花生四烯乙醇胺則是一種神經傳導物質，可以刺激大腦裡的快樂熱點（hedonic hotspots），引發快感。
是什麼原因，讓辣椒非得採取這樣強烈的手段，讓動物們避之唯恐不及呢？又為什麼有些野生辣椒不會辣呢？如果辣椒素存在的目的是驅離動物，那麼，那些不辣的不就失去保護能力了嗎？
華盛頓大學的生物學家強納生．圖克斯伯里（Jonathan Tewksbury）利用生長在玻利維亞高原，有的辣、有的溫和的野生番椒（Capsicum chacoense）研究了這個問題。他發現有些昆蟲具有細長的吸吮器，會導致這類野生番椒遭受真菌感染，進而腐爛、無法生成種子。圖克斯伯里走遍了安第斯山谷，在山谷裡到處嚐試番椒、觀察它們的外皮是否有蟲子咬過的痕跡、檢驗是否有感染跡象。最後發現，不辣的番椒受到感染的情形，比會辣的番椒嚴重許多，顯示辣椒素確實可以驅離害蟲，甚至殺死病菌。
但這還是無法解釋為什麼有些辣椒不辣。在研究它們的分布情形時，圖克斯伯里發現了一件有趣的事。不辣的番椒製造的種子數量比較多、質地也較硬，另外它們傾向於分布在較高、較冷的地區。這除了意味著辣椒素可能可以抑制繁殖，還推論出在海拔較高的地方，因為感染真菌的機率較低，所以辣椒素的存在也不是那麼重要了。他繪製出來的地圖顯示，最辣的番椒多分布在山谷裡較溫暖的地帶。此外這份地圖也指出，過去幾萬年或幾百萬年來，辣椒從山上往低處擴展它們的版圖時，辣度是一路增加的。
對辣椒素沒有辨別能力的鳥類吃了辣椒，排出它們的種子，讓辣椒得以四處擴展。等到人類出現，辣椒的分布已經從南美洲、加勒比亞海岸，一路擴展到北美洲了。人類第一次感受到辣椒的辣，是在墨西哥的某處，想當然，這個初體驗不是太美好。不過，沒多久後情況便改觀了。
哪家的麻辣鍋比較辣？這可能要問韋伯·史高維爾（Wilbur Scoville）了。化學家史高維爾建立了辣椒素（capsaicin）含量的指標，並以自己的名字命名為史高維爾指標（Scoville Scale）。史高維爾指標自1912年建立後，一直沿用至今，它有效且非常精準，從辣度零的甜椒（bell peppers），到警用級的辣椒噴霧劑，或世界上最辣的千里達魔蠍椒（Trinidad Moruga Scorpion pepper ，辣度150~200萬！）都能測量。雖然陸續有新的化學分析方法出現，但史高維爾指標仍是測量辣度的第一道程序。
編按：最後要附上《鋼鐵人》的小辣椒（咦？）
資料來源：POPSCI: How Science Measures Food-Chili Pepper Heat [2012.06.14]
參考資料：wikipedia: 史高維爾指標
