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振奮人心的突破又來了?科普傳播如何帶給民眾好觀感?

科學月刊_96
・2021/04/16 ・3263字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

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  • 蔡孟利/國立宜蘭大學生物機電工程學系教授。會做用在老鼠、蝦子、螃蟹身上的電極,也會寫小說和詩的中年人。

在各學研機構的研發成果新聞稿中,時常看到一些如「重大突破」、「關鍵原因」等聳動的用詞。雖然這類用詞能吸引閱聽人的目光,增加研究成果的曝光度,但長期下來也可能造成反效果。科普傳播則是讓受眾在既有的知識基礎上,知道一些更新、更廣的科學應用,因此這些研發內容的發表時機與詳實程度也就更為重要。

近幾年國內的學研機構,開始流行將研發成果以記者會或是新聞稿的方式昭告天下,特別是自然、工程、生物醫藥方面的研究尤其常見。這類宣傳一方面可以拉抬自身機構的價值,一方面也有利於經費的爭取。

聳動詞句能在短時間內創造吸睛點閱的效果,增加民眾對於科研機構的好感與期待。圖/Giphy。

但是如果我們檢視這些研發成果的文宣內容,不難發現類似像「重大突破」、「關鍵原因」、「治療××的新藥找到了」、「可創造××產值」這些聳動詞句。雖然就宣傳的角度而言,這樣的用詞在短時間內確實可以創造吸睛點閱的效果,增加民眾對於科研機構的好感與期待。不過若從科普傳播的觀點來看,這類以聳動用詞下註解的文宣多了,長期下來給民眾的觀感很可能會有反效果:從好感與期待變成了嘲諷與失望。

特別是跟醫藥、健康這類與大眾生活密切相關,且民眾也會高度關切的研發成果,反差效果尤其明顯。為什麼現實與宣傳會有如此巨大的落差?原因還是得從科普傳播的基本道理說起。

科普傳播與科學教育差在哪?

科普傳播不同於科學教育,科學教育是「從無到有」的知識建立過程,讓不懂科學的人懂科學;而科普傳播則是一項「知識加值」的過程,讓閱聽人在已有的科學基礎上,知道更多、更新的知識與應用。

由於科普傳播是知識加值的過程,若想理解這些知識便有一定的門檻。就像若是讀者不知道基因(gene)的意義與去氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)分子結構之間的對應關係,那麼一整篇都在談「基因編輯」的科普文章,對於這類讀者來說不僅極難理解,而且常常會引起讀者對基因編輯有過於科幻的想像。

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各個學研單位所發布的研究成果是針對無特定對象的公眾所產製的科普內容,這也是難度最高的科普表達。圖/Giphy。

也因此科普傳播內容的產製,首要的考慮條件便是接收對象。唯有設定好閱聽受眾是誰,才能夠產製出「對方能夠準確接收」的內容。如果就這個條件來看,各個學研單位所發布的研究成果,其實就是針對無特定對象的公眾所產製的科普內容,這也是難度最高的科普表達。

如果我們想發表一項新藥的研發成果……

以新藥研發來說,即便是具有大學普通生物學知識水準的閱聽人,也未必會知道新藥研發的一般程序,以及這些程序內涵的意義。例如一個新藥的出現,必須經過化合物的收集、分子或細胞層級的篩選、疾病動物模式的測試、藥物動力學的淘汰、動物毒理學的評估之後,才有可能進入臨床試驗,而臨床試驗又有一期、二期、三期、四期之分。

在這些程序中有許多階段可以申請專利,例如通過分子或細胞層級的篩選後可以申請專利,通過了疾病動物模式也可以申請專利,但是這些專利所代表的意義與價值跟真正可以上市的新藥是不同等級的。即便是都通過了動物模式的測試,但使用不同的疾病動物模式,所申請到的專利價值也會有所不同。一般大眾也不一定知道新藥研發到越後面的階段花費越大、難度越高,能成功過關者少之又少。所以有能力研發新藥的藥廠,通常是富可敵國的大型藥廠,跟我們在電視上常看到生產學名藥(generic drug)〔註〕的「藥廠」,層級完全不同。

民眾接連在聳動標題的刺激下,等了一年、兩年,甚至三年以上卻依舊沒看到癌症特效藥出現。看久了,信心再怎麼堅強都會疲乏。圖/Giphy。

因此,當今充斥媒體版面的大多只是通過細胞層級的篩選,最多也只是在動物模式上看到效果就大肆宣傳的新聞。而民眾接連在「重大突破」、「關鍵原因」、「治療××的新藥找到了」、「可創造××產值」等詞句的刺激下,等了一年、兩年,甚至三年以上卻依舊沒看到癌症特效藥出現,流感或腸病毒等疾病仍然每年準時報到,原發性高血壓患者還是得每天吃藥降血壓。看久了,信心再怎麼堅強都會疲乏。

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學研單位帶來的是展望還是欺騙?

對於這樣的質疑,發布這些文宣的學研單位可能會辯解說,他們寫的內容其實是中規中矩的。如果要嚴格的挑剔,頂多只是沒有把裡頭的專有名詞解釋得更詳細,研發過程沒有交代得更清楚,也沒有把延伸應用的侷限性說明得更完整而已;但是裡面絕對沒有故意誇大,更沒有把沒有做或是做不到的事情硬寫成已經完成了。

而那些在一般媒體上看到的聳動標題都是記者、編輯不懂亂下,或是為求醒目而故意扭曲的;我們在記者會、新聞稿中說得很清楚,都有寫說那些是「未來可以」、「極可能有關」、「預計創造出」、「很有機會成為」、「即將進入」的事情,寫的是合理的期許與展望,並沒有刻意欺騙民眾!

的確如此,但這樣的辯解是不是似曾相識?基本上臺灣的政客也都是這樣「誠實」地與民眾溝通,因此我們在各種選舉文宣與造勢場合早已看過、聽過太多這類的話術。

學研單位的辯解就像那些聲稱「誠實」地與民眾溝通的政客一樣。圖/ Giphy。

研發成果的「發表時機」很重要

當然,科普傳播並不是科學教育,裡面的內容不可能鉅細靡遺地交代所有細節,並且將所有的優劣並呈。這些學研單位發文宣的目的也不是為了科普傳播,只是要讓社會大眾知道他們已經完成了哪些研究,而那些研究又有什麼樣的價值。然而這些研發的過程與成果,絕大部分在本質上屬於科學事務,也因此,文宣的內容必定牽涉到科學知識的描述與應用的詮釋。若從這個層面來看,不論學研單位自己怎麼認定,事實上這些研發成果的傳播,即是科普知識的傳播。

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我的建議是,這類針對大眾的研發成果文宣不是不能發布,但要注意「發表的時機」。亦即在發表之前,必須檢視目前已有的研發成果所能夠解釋的事情或是應用的項目,是不是已經達到一般民眾可以理解的程度,或是跟一般民眾的理解落差不會太大,只需要再稍稍補充說明即可?若是,那才是可以對公眾發表的時機。

舉例來說,如果今天一個新藥的研發階段已經到達進行臨床試驗的工作了,那麼這個新藥接下來的發展進程,就比較能夠清楚地跟民眾解釋,不論成敗,將來也不會與民眾對此新藥發展的了解落差太大。但如果研發還只停留在動物模式有效的階段,連毒理試驗都尚未進行,那麼此成果就只適合在專業的學術研討會、大學課堂、演講上提出,不適合作為對不特定對象的公眾發表的內容。

選擇適當的時機、發表詳實的內容、不畫大餅、不造神,希望臺灣的學研成果給民眾的觀感都是好感與期待。

〔註〕學名藥指的是當原廠藥(brand drug)的藥物專利權過期後,其他通過法規與檢驗認證的合格藥廠便能以同樣成分、製程,生產此藥品。學名藥的用途、療效、安全性等性質,皆與原廠藥完全相同,且價格較原廠藥便宜。

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  • 〈本文選自《科學月刊》2021年 4月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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。

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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。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

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。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

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)」:

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  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。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

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。

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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。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

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。

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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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2024 臺灣科普環島列車啟程 催生科學傳播新力量
PanSci_96
・2024/10/21 ・915字 ・閱讀時間約 1 分鐘

「2024 臺灣科普環島列車」今(21)日自臺北火車站啟程,沿著西部幹線南下,將於 10 月 21 日至 26 日搭載全臺 202 所國小學生,展開 6 天的科普環島之旅。前副總統陳建仁、國科會主委吳誠文、數位發展部部長黃彥男、交通部臺灣鐵路公司副總經理賴興隆,美、荷、法、德、英國等駐臺代表、9 家車廂參與單位代表及師生們均蒞臨開幕式。

高中生成為科學傳播新力量 助力全臺科普教育

吳主委表示,自 2016 年以來,已連續 9 年舉辦科普環島列車活動,持續推動科學教育。今年活動規模擴大,火車將在 6 天內行經 17 個縣市、32 個站點,提供超過 300 項科學實驗,讓全臺學童能從小接觸科學。

更值得一提的是,近年來國科會積極邀請全臺高中學生,透過科學培訓後上車擔任「車廂關主」,帶領國小學童玩科普;高中生們由「知識接收者」轉為「科學傳播者」的角色,不僅加深其擔任小老師的使命感,也提升科學傳播、知識轉譯及組織規劃能力。

今年有 391 位來自全臺 18 所高中的學生參與培訓,其中 162 位為女學生,突破科技領域的性別刻板印象,展現女性在科學界的力量。這些科普小老師們將於 10 月 21 日至 26 日帶著全臺各縣市、鄉鎮國小學童學習更多有趣的科學實驗,為科普教育展開多面向的正循環。

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2024 年的科普環島列車很不一樣! 全民一起上列車、長知識

「2024 年臺灣科普環島列車」停靠站點及時刻表

今年臺灣科普環島列車首度開放全民上車體驗,活動開放報名迅速額滿,共有360位民眾參加,8節車廂搭載不同科技主題的特色實驗,包含今年最發燒的 AI 人工智慧、半導體、衛星通訊、以及與我們生活息息相關的隔震減震知識,都設計在車廂的科學實驗活動中,讓參與活動的學生、民眾能獲得最新最熱的科技知識。各車廂活動由台灣默克集團、友達永續基金會、瑞健醫療、ASM 台灣先藝科技、國家地震工程研究中心、數位發展部、緯創資通、聯華電子科技文教基金會和上銀科技等單位規劃設計。

國科會特別感謝各參與單位的支持與合作,讓此次活動更豐富多元。科普列車活動期間,在全國各地火車站及周邊地區也同時舉辦科學市集,歡迎各地民眾經過火車站時不要錯過難得的科學體驗機會!

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量子科技即將走入生活?最有趣的科學知識傳播 QuBear 量子熊,來了!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/07/10 ・676字 ・閱讀時間約 1 分鐘

不知從什麼時候,「量子」取代了磁場、奈米,成了時興的名詞。特別是把量子與資訊兜在一起,無論是在科學或是科技上,都深具潛力。或許有一天,我們將打開以量子位元建構的量子電腦,透過量子演算法進行各種計算,並把資訊用量子傳輸的方式傳遞出去。

這樣的日子可能真的不遠了。

為了因應量子科技時代的來臨,行政院在 2022 年 3 月宣布成立「量子國家隊」,由 17 個產學研團隊組成,包含了通用量子電腦硬體技術、光量子技術、量子軟體技術與應用開發這三大領域。

「量子熊 QuBear」身為量子國家隊的推廣擔當,針對年輕世代學子,激發量子科學與科技的興趣與瞭解,將全力推動 Quantum PAY,以三大多元管道「Podcast、 Article、YouTube」進行知識傳播,內容類型含括播客、文章跟影音短片。量子熊 QuBear 除了打造線上平台,更製作多個 quantum PAY 學習模組,努力朝著建立量子熊的微學習平台,以及建構長遠的科學知識傳播生態圈的目標前進。

最後,你或許會好奇,量子熊的名字是怎麼來的?

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量子電腦的核心技術是量子位元 (qubit)。英文發音快一點,就跟 QuBear 有點相似,於是就裝個可愛,叫做量子熊啦!

記得看到量子熊時,幫忙按讚、訂閱,還有~開啟小鈴鐺~https://www.youtube.com/channel/UCkWM3vYaCd_VoPHQ1hrUdzA

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