人何必說謊？用心理學實驗揭穿說謊的秘密

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

• 作者 / 理查．費曼
• 譯者 / 吳程遠、師明睿、尹萍、王碧

問題：巫醫、超感知覺、南太平洋的島民、犀牛角，和威森食用油， 跟大學畢業典禮能有什麼關連呢？

答案：上述皆是厲害的費曼用來說服應屆畢業生的例子， 要他們相信在研究科學時，誠實比任何讚美或短暫的成功，更加有成就感。

在這篇給加州理工學院一九七四年應屆畢業生的演說中， 費曼橫眉不理同儕的壓力以及提供研究資金的金主的怒目， 給大家上了一課，談科學應有的操守品德。

這是費曼關於科學、偽科學，和如何學習不要自己騙自己的一些想法。

在中古世紀期間，各種瘋狂荒謬的想法可謂層出不窮，例如以為犀牛角可以增進性能力，就是其中之一。隨後有人發現了過濾想法的方法，就是試驗哪些構想可行、哪些不行，把不可行者淘汰掉。當然，這個方法逐漸發展成為科學。它一直發展得很好，我們今天已經進入科學時代了。事實上，我們的年代是那麼的科學化，有時候甚至會覺得難以想像，以前怎麼可能出現過巫醫，因為他們所提出的想法全都行不通─至多只有少數的想法是行得通的。

然而直到今天，我還是會碰到很多的人，或遲或早跟我談到不明飛行物體（UFO,unidentified flying object）、占星術、或者是某些神祕主義、擴展意識、各種新的覺察、超感知覺（ESP, extra sensory perception）等等。我因此下了一個結論，這並不是一個科學的世界。

大多數人都相信這許許多多的神奇事物，我便決定研究看看原因何在。而我喜愛追尋真理的好奇心，則把我帶到困境之中，因為我發現世上居然有這麼多的廢話和廢物。

老兄，你還差得遠呢！

首先我要研究的是各種神祕主義以及神祕經驗。我躺在與外界隔絕的水箱內，體驗了許多個小時的幻覺，對它有些了解。然後我跑到依沙倫（Esalen），那是這類想法的溫床。事先我沒想到那裡會有那麼多怪東西，讓我大吃一驚。

依沙倫有好多巨大的溫泉浴池，蓋在一處離海面三十英尺的峭壁平台上。我在依沙倫最愉快的經驗之一，就是坐在這些浴池裡，看著海浪打到下面的石灘上，看著無雲的藍天，以及漂亮女孩靜靜的出現。

有一次我又坐在浴池裡，浴池內原先就有一個漂亮女孩，以及一個她好像不認識的傢伙。我立刻開始想：「我應該怎樣跟她搭訕呢？」

我還想應該說些什麼，那傢伙便跟她說：「呃，我在學按摩。你能讓我練習嗎？」

「當然可以，」她說。他們走出浴池，她躺在附近的按摩檯上。

我想：「那句開場白真絕啊！我怎麼也想不到可以這樣問！」他開始按摩她的大腳趾頭。「我可以感覺到，」他說：「我感覺到凹下去的地方。那是不是腦下垂體呢？」女孩說：「不是，它感覺起來不是那樣。」

我脫口而出：「老兄，你離腦下垂體還遠得很呢！」

他們兩人看向我，我這句外行話洩露了自己的偵探身分。那女孩說：「我們說的是腳底反射療法。」

我立刻閉上眼睛，假裝在冥想。

那只不過是許多使我驚慌失措的情形之一。

我也研究過超感知覺現象，最近的大熱門是焦勒（Uri Geller），據說他只要用手指撫摸鑰匙，就能使它彎曲。在他邀請之下，我便跑到他旅館房間內，看他表現觀心術。在觀心方面他沒一樣表演成功，也許沒有人能看穿我的心吧？

而我的小孩拿著一根鑰匙讓他摸，什麼也沒有發生。然後他說他的超感知覺能力在水中比較能夠施展得開。你們可以想像，我們跟著他跑到浴室裡，水龍頭開著，他在水中拚命撫摸那把鑰匙。什麼都沒有發生，我根本無法研究這個現象。

接下來我想，我們還相信些什麼？（那時候我想到巫醫，想到要研究他們的真偽是多麼的容易：你只要注意他們什麼也弄不成就行了。）於是我去找些更多人相信的事物，例如「我們已經掌握到教學方法」等。目前有很多閱讀方法和數學方法的提倡及研究。但只要稍微留意，便會發現學生的閱讀能力一路滑落─至少沒怎麼上升；儘管我們還在請這些人改善教學方法。這就是一種由巫醫開出來的不靈藥方了，這早就應該接受檢討，這些人怎麼知道提出來的方法是行得通的？

另一個例子是如何對待罪犯，在這方面很顯然我們一無進展。那裡有一大堆理論，但我們的方法顯然對於減少罪行完全沒有幫助。

然而，這些事物全都以科學之名出現，我們研究它們。一般民眾單靠「普通常識」，恐怕會被這些偽科學嚇倒。假如有位老師想到一些如何教她小孩閱讀的好方法，教育系統卻會迫使她改用別的方法─她甚至會受到教育系統的欺騙，以為自己的方法不是好方法。又例如一些壞孩子的父母在管教過孩子之後，終身無法擺脫罪惡感的陰影，只因為專家說：「這樣管小孩是不對的。」

因此，我們實在應該好好檢討那些行不通的理論，以及檢討那些不是科學的科學。

科學研究必須有品

上面提到的一些教育或心理學上的研究，都是屬於我稱為「草包族科學」（cargo cult science）的例子。在南太平洋有一些土人，被稱為草包族。在大戰期間，這些工人看到飛機降落在地面，卸下來一包包的好東西，其中一些是送給他們的。往後他們仍然希望能發生同樣的事，於是現在他們在同樣的地點鋪飛機跑道，兩旁還點上了火，蓋了間小茅屋，派人坐在那裡，頭上綁了兩塊木頭（假裝是耳機）、插了根竹子（假裝是天線），以為這就等於控制塔裡的領航員了。然後他們等待，等待飛機降落。

他們每件事都做對了，一切都十分神似，看來跟戰時沒什麼兩樣，但這行不通：始終沒有飛機降落下來。這是為什麼我叫這些東西為「草包族科學」，因為它們完全學足了科學研究的外表，一切都十分神似，但是事實上它們缺乏了最重要的部分，因為飛機始終沒有降落下來。

接下來，按道理我應該告訴你們，它們缺乏的是什麼，但這跟向那些南太平洋小島上的土人說明，是同樣的困難。你怎麼能夠說服他們應該怎樣重整家園，好自力更生的生產財富？這比「告訴他們改進耳機形狀」要困難多了。

不過，我還是注意到「草包族科學」的一個通病，那也是我們期望你在學校裡學了這麼多科學之後已經領悟到的觀念─我們從來沒有公開明確的說那是什麼，卻希望你能從許許多多的科學研究中省悟到。因此，像現在這樣公開的討論它，也是蠻有趣的。

這就是「科學的品德」了，這是進行科學思考時必須遵守的誠實原則，有點盡力而為的意思在內。舉個例子，如果你在做一個實驗，你應該把一切可能推翻這個實驗的東西併入報告之中，而不是單把你認為對的部分提出來，你應該把其他同樣可以解釋你的數據的理論、某些你想到、但已透過其他實驗將之剔除掉的事物，全部包括在報告中，以確保其他人明白，這些可能性都已經排除。

你必須交代清楚任何你知道、可能會使人懷疑的立論的細枝末節。如果你知道哪裡出了問題，或可能會出問題，你必須盡力解釋清楚。比方說，你想到了一個理論，提出來的時候，便一定要同時把對這理論不利的事實也寫下來。這裡還牽涉到一個層次更高的問題。當你把許多想法放在一起構成一個大理論，提出它與什麼數據相符合時，首先你應該確定：它能說明的不單單是讓你想出這套理論的數據，而是除此以外，還能夠說明其他的實驗數據。

總而言之，重點在於提供所有資訊，讓其他人得以裁定你究竟做出了多少貢獻，而不是單單提出會引導大家偏向某種看法的資料。

領袖典範：辛辛納圖斯與華盛頓

COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎）席捲全世界之下，台灣的防疫表現非常好。但是政府某些手段，卻令人質疑有侵犯人權的問題。另一方面，一些人認為防疫成功，是由於台灣人民尚未擺脫威權時代舊習，習慣服從權威，自我限制自由，成熟的民主社會不該如此。

究竟該如何理解台灣防疫的本質？一篇金融時報 (Financial Times) 的讀者投書提到「辛辛納圖斯式」這個名詞，令我恍然大悟。

辛辛納圖斯 (Cincinnatus) 是 2400 多年前，羅馬共和時期的一位領袖。羅馬面臨危機時，他臨危受命成為集權的獨裁者，順利帶領羅馬走出困境。危機結束後，他主動放棄權力，退休回家，安享晚年。

上述情節未必完全符合歷史事實，但是不論真實的辛辛納圖斯如何，他被建構的歷史故事，成為羅馬人人稱道的政治聖人樣板，流芳百世。帶領美國獨立的第一任總統華盛頓，便被稱作當代的辛辛納圖斯；美國城市辛辛那提也是為了紀念他。

法國大革命後成為集權領袖，隨即登基皇位的拿破崙，則是華盛頓與辛辛納圖斯的反面樣板。

台灣防疫的堅實基礎——民眾自發投入

要理解台灣防疫的本質，必需知道台灣是怎麼成功的。普遍認為，追蹤接觸者 (contact tracing) 是台灣防疫的關鍵法寶，每次鉅細彌遺的疫調足跡，卻往往讓人質疑是否過頭，每過一段時間就起一次爭議。

服從國家機器的權威，確實是疫調和追蹤能成功的條件。然而，台灣防疫的成功，追蹤只是金字塔的上層。如果沒有那麼詳盡的追蹤，台灣防疫的結果將不如現在，會有社區流行，但是規模應該有限，和多數國家相比仍然為不錯的結果。

台灣防疫金字塔的底層基礎是什麼？我想是大部分民眾，將防疫視為勝利目標明確的戰爭在投入。

台灣不論什麼政治立場、社會背景的人，大部分都認為防疫是重要的事（主張的手段可以截然不同就是）；政府之外，基層有非常多自發性的防疫小單位，政府與民間各式資源也交叉支援。這才是台灣防疫能成功的堅實基礎。

照其他國家的狀況，光靠台灣民間的自發防疫行為，就足以將感染源的數量壓制到夠少，不會進入指數成長期，在此之下，實施口罩、消毒等防疫措施，足以令疫情不至於失控，滿分 100 的話大概有 70 分水準；疫調、追蹤等手段則是錦上添花，再將感染源壓制到零，超過 90 分。

台灣從政府到基層人民，求生意志非常強烈，將武漢肺炎視為目標明確的戰爭在打，每一階段的成功，又提供正向回饋的成就感，抗戰愈來愈帶勁。

基層缺乏凝聚力，人心愈來愈殆盡

相比之下，多數疫情失控國家的目標糊裡糊塗，將瘟疫視為一場不情願的麻煩戰爭，即使某些方面投入大量資源，成效不彰之下，人心愈來愈殆盡，許多民眾自我安慰「戰爭總有結束的一天」，那麼面對一個死亡率未滿 1%，年輕就是抵抗力的傳染病，當下也就不值得那麼在乎了。

以基層傳統雄厚的美國來說，近年遭遇的變局是有目共睹。美國大城市人口眾多、組成多元，表面上人人自由，實際是基層凝聚力大不如前，面臨傳染力強的病毒危機時，城市無法有效應對，成為病毒繁衍的溫床，再源源不絕輸出其他地區。也難怪美國整體的疫情無法降溫，隨時又會大爆發。

不只需要不戀棧權力的領袖，還需要一群高素質的公民

相比於沒有經歷過威權統治的美國，台灣社會整體上確實更加服從政府權威，對防疫有正面影響，但是這與帝國治下的草民自願放棄自由，本質上是截然不同的情境。

回顧人類歷史，如古希臘城邦、羅馬共和、建國前的美國、第二次世界大戰的英國等社會，由素質足夠、自主性高的「公民」組成，成員們單兵戰鬥力強，碰上重大危機時，卻會將權力集中給少數領袖調派，先以當下困境為目標，因為這樣才能充分發揮每個單兵的價值，有效解決危機。

而這些社會的領袖多半是「辛辛納圖斯式」，危機解除以後便還權於民，告老還鄉，讓鄉民們回歸自主性高，單兵戰鬥力強的日常。此一模式曾經協助許多社會度過危機，我想，這就是台灣正在演出的劇本。

要成就一場坎尼會戰，不只需要一個漢尼拔，還需要一個法羅。羅馬不是一天造成的，如今瘟疫戰爭仍在進行，要成就一場辛辛納圖斯式的勝利，不只需要一個不戀棧權力的辛辛納圖斯，還需要一群高素質的羅馬公民。

• 本文轉載自新公民議會《集權卻不威權獨裁—台灣「辛辛納圖斯式」防疫》

延伸閱讀

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參考資料

• 金融時報讀者投書《台灣揭示對抗武漢肺炎的辦法（Taiwan has shown the way in the fight against Covid-19）》

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁