麥克克萊頓的正宗接班人(!?) – 碎片之島

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：蘇上豪

肥滋滋的肚子也能當蠟燭燒？

在寫到狄更斯與醫學關係的第三篇文章前，我想先鋪一個梗，談一下三國時代的人物董卓―這位漢靈帝時代的中郎將，受大將軍何進之託，脅迫當時干政的宦官十常侍，利用手中兵權搞得朝廷大亂，是開啟三國時代序幕的重要推手。

董卓應該是長年享受錦衣玉食慣了，根據記載他身軀肥胖，因此他的死，讓文史作家有了無限想像的空間。例如在《三國演義》第九回「除暴兇呂布助司徒，犯長安李傕聽賈詡」中，司徒王允設反間計，挑撥董卓的大將呂布將其殺死，羅貫中寫道：「卓屍肥胖，看屍軍士以火置其臍中為燈，膏流滿地。」

另外在一本紀錄東漢末年軍閥割據的小說《英雄記》也提到：「卓素肥，膏流浸地，草為之丹。守屍吏暝以為大炷，置卓臍中以為燈，光明達旦，如是積日。」

這些都比《三國演義》還扯，肥滋滋的董卓死後，肚臍被置入燈芯，竟然光亮如日，而且還持續好幾天，把董卓比成瓦斯桶。

看到上面的兩段描寫，以外科醫生的立場而言，只能說是鬼扯，如果人死後脂肪可以膏流滿地的話，那開刀房一定是人間煉獄，因為每個胖子被開腸剖肚之後，還沒有看到病灶時，外科醫師可能要準備大量的吸油紙，甚至是幫浦來把流出的油處理掉，否則沒有辦法進行下一步的工作。

至於利用肚子的脂肪當成蠟燭使用，更是讓我匪夷所思，因為人體的成分不見得全然是油脂，身體組織的燃點也不可能輕易的用燈芯點燃，如果這種情形會發生的話，那外科醫師一定也深受其害，因為我們用刀劃開身體之後，必須以高溫的電燒刀去止血，目前還沒有聽到患者在手術中忽然被點燃，甚至開刀房為此發生火災的紀錄。

會提到董卓的故事，是向各位說明人體不可能作為點燃的原料，否則在火場裡，消防弟兄救人時可能會帶著火柱出來，會特別提出來討論，是為了接下來探討狄更斯所處的時代，一直有很多人深信不疑的「人體自燃現象」（spontaneoushuman combustion，SHC），我們這位偉大的作家也是它的信徒。

「科學」現象還是「戲劇娛樂」效果？

狄更斯在《聖誕頌歌》中寫到，主角史古基（Scrooge）就擔心遇到聖誕禮物的幽靈時，會成為一個有趣的「身體自燃案」；另一部小說《荒涼山莊》（BleakHouse），其中的角色克魯克（Krook），一個時常酒醉的破銅爛鐵店老闆，被狄更斯形容「嘴裡冒著煙，好像身體裡著火一樣」，結果在一場大火中以驚人的方式消失：

「金屬爐架只剩下很小的火，但房間中有一股悶悶不樂的蒸汽，牆壁和天花板上有一層又黑又油膩的塗層。椅子和桌子，以及很少出現在桌子上的瓶子，都像往常一樣站立著，在一張椅背上掛著擾人毛茸茸的帽子和外套……這裡是一小塊燒焦的碎木頭的灰燼，上面灑著白灰，還是煤？哦，恐怖，他在這裡。」

狄更斯所描述的是克魯克當時已經發生了人體自燃，和傳說中所描述的一樣，房間裡有濃濃的灰燼，除了遺體化成油性的物質外，其他的東西卻安然無恙。

為什麼狄更斯會大膽地將當時流行的人體自燃寫入小說中？根據長年研究狄更斯的專家特雷佛．布朗特（Trevor Blount）所說，和作家在小時候經常閱讀一本可怕的期刊《The Terrific Register》有關，裡面多刊登聳人聽聞的事情，如暴行、酷刑、地震、沉船、鬼故事或決鬥場景等等，該雜誌在一八二二年有一期特別以駭人的細節描述，講述了柯妮莉亞．讚哈里．迪．班狄（Cornelia Zanghari di Bandi）伯爵夫人的死訊。

那是發生在一七三一年三月十五日，班狄伯爵辦了晚宴，當天伯爵夫人喝了相當多的白蘭地，所以不勝酒力的她早早回房睡覺，隔天女僕敲門，但伯爵夫人沒有回應，女僕只好打開窗戶，驚訝發現伯爵夫人已不成人形。

根據期刊裡的記載，伯爵夫人部分的顱骨及下巴已燒成灰燼，她的身體其他部分完好如初，當然身旁的家具都沒有燃燒的痕跡，不過空氣中瀰漫著臭味，像是酒與食物混合發出的酸臭味，有些油膩的東西滴得到處都是。

一位叫比安奇尼（Bianchini）的牧師到場，也看到如此驚人的景象，斷言伯爵夫人是人體自燃，原因是發炎的血攪動了胃裡的汁液，和腹中的發酵物（其實是白蘭地）作用而燃燒。

類似上述的故事，從十七世紀時就充斥在歐洲的大眾間，到了十九世紀的報紙、甚至醫學期刊中，還不乏有零星的報告出現，也難怪喜歡大量閱讀的狄更斯受不了蠱惑，最終將其寫入小說中，作為那些卑鄙人物的懲罰。

《荒涼山莊》是連載的小說，所以在克魯克死亡這一部分發表後，有一位有醫學背景的文學批評家喬治．亨利．路易士（George Henry Lewis）對其發出嚴厲批判，引經據典提出許多科學家來嘲諷狄更斯，還敦促他在《荒涼山莊》以書本形式出版後，能夠做出一些校正，以防止類似的錯誤訊息傳播。

如果狄更斯以輕鬆的筆調回應這件事，勸路易士不要太嚴肅的話，整件事大概就不會有糾纏，可惜狄更斯找出了一些深信人體自燃的醫師還有學者，及現場目擊者來反擊路易士，甚至在《荒涼山莊》以單行本出版時，斬釘截鐵說他的故事確實可信，而且有科學依據，結果惹來路易士更強烈的批判，希望他「不能隨意忽視和沉默地忽略，他所收集到的反對人體自燃的科學證據」。

結果普羅大眾的反應呢？大家對克魯克死亡沒有發表任何贊成或反對的意見，狄更斯的聲明沒有受損，《荒涼山莊》更是大賣，這是玄學戰勝科學嗎？我並不這麼認為，因為喜歡看小說的讀者，都喜歡看到壞人死狀悽慘，那遠比科學重要。

如果大家以人體自燃上網站搜尋的話，相信會有驚人的發現，而且也會看到長長一列的知名作家，如馬克．吐溫，以及寫出《簡愛》（Jane Eyre）的英國作家夏綠蒂．勃朗特（Charlotte Bronte）等等，在他們的作品中談到人體自燃現象的情節。

可能讀者有的是人體自燃的擁護者，會提出很多不可思議的現象來問我意見，我的反駁除了剛剛在董卓死亡的敘述外，另外提出一個觀點讓大家思考：所謂的人體自燃受害者，大都沒有任何現場目擊證人以解釋他們如何燃燒？所以我並不反對他們燒成灰燼，只是不相信他們會自己燒起來罷了！

我的心情應該和買那些《荒涼山莊》的讀者一樣，小說本來就是要怪力亂神、天馬行空，壞人就該死狀悽慘、結局大快人心，把那些不合常理的事拿到科學上來討論有必要嗎？

拜託，大家不要像狄更斯和路易士那麼認真嘛！

——本文摘自《怪奇醫療史：從疫苗發明、疾病歷史、護體神功、縮陽症、按摩槍等，解開最不可思議的醫學古今事》，2022 年 10 月，時報出版出版，未經同意請勿轉載。

下周三（24）是許多影迷們翹首期盼的《復仇者聯盟 4 ：終局之戰》（Avengers: Endgame）上映日，然而近期網路上卻流出一段關鍵場面的側錄合輯，各大社群網站和相關論壇首當其衝、淪為重災區。羅素兄弟（Russo Brothers）隨後發布公開信向粉絲喊話，請大家別爆雷，為其他人保留觀賞樂趣。

人們厭惡爆雷，認為劇透會剝奪欣賞故事的樂趣、甚至讓人興致全無。那麼科學上，我們該如何解釋這種現象？提前知道劇情走向或是結局，真的會減少樂趣嗎？適當的劇透有沒有可能反而讓故事更有吸引力？

• 對了，關於跟漫威有關的那些瞎咖劇透事件，可以看看姊妹站娛樂重擊的這篇文章「在《 復仇者聯盟4 ：終局之戰 》上映之前：盤點漫威電影宇宙 4 大劇透事件」

所以實驗怎麼說？

2011 年加州大學將類型包含諷刺、懸疑及文學類的 12 篇小說進行了三場實驗。研究人員分別在第一和第二個實驗裡以額外附贈的劇透講義和在小說開頭置入捏他，及第三組無劇透的對照組來測試 819 位讀者對小說的喜好程度是否會受提前透漏的劇情影響。結果發現：

不論是哪種類型的小說，讀者都更偏好有劇透的版本，尤其是附有爆雷講義的小說。

知道將發生什麼事反而會有滿足感~

研究人員推測，劇透可能有助於增強我們對故事的享受程度。提前知道接下來的故事結局仍會導致緊張和焦慮：是什麼原因導致這種結果？劇情何時會直轉而下？作者要怎麼處理接下來的劇情？角色們會怎麼做？人類在面對未知時，腦海中不會浮現出這些疑問；但當我們了解劇情後，這些懸而未解的問題反而會讓故事更加有趣、更有吸引力。

這類似於許多書籍正文開始前的導讀，它能幫助讀者迅速進入世界觀、搞清楚發生了什麼事。導讀的功能不只於此，人類心理喜好預測劇情走向，而大量的預測失敗使人沮喪，若是提前知道結局反而能讓讀者專注在劇情是否合理，而不因某某人突然死去而震驚萬分、花費更多時間來說服自己他真的死了。

正如早期的一份研究（Carroll，1996）：

重讀故事不會讓我們減少懸念，換句話說，我們會對那些已經看過的好作品愛不釋手、二刷三刷，且仍然能投入情節中、跟著角色一起糾結掙扎。

難道人們真如研究人員所總結的，是在「浪費時間避免劇透」？

2016 年荷蘭阿姆斯特丹 VU 大學的研究也許可以提供各位不同的見解。論文作者，同時也是通信科學系助理教授的班傑明（Benjamin Johnson）表示：

人們對於劇透有害的這種普遍想法絕不只是一種迷信，它是有科學根據的。

提前知道劇情降低人們的體驗效果？

班傑明和同事請 412 名大學生閱讀幾篇他們從未讀過的短篇小說。在閱讀之前，學生會得到幾份有雷的劇情總結，之後再讓學生對這些故事進行評分，項目包含是否發現故事具有吸引力、感人程度和懸疑性。

研究人員想知道這齣實驗是否會符合 2011 年加州大學發表在心理科學雜誌上「在某些時候，人們聽到劇透後，反而更能享受故事」的研究結果。

但在新的研究中，被劇透的故事不那麼動人、不那麼發人深省，甚至在讀者進入敘述世界後「身臨其境」的體驗也不那麼成功。也就是說，爆雷的影響在人各方面的體驗上都是負面的，若人們不知道故事將如何發展，他們會更享受。

其實劇透也不像人們所想的那樣糟糕。班傑明補充道：就算你已費盡力氣避雷卻仍被爆梗，你還是可以從故事中得到足夠的滿足感。我們可以從之前加州大學的實驗中了解到，即使提前知道故事的結局，人們仍會感受到懸念。

我那悲憤的心情如何解！

如果說劇透對人們的影響不是那麼嚴重，我們因為被劇透而感到憤怒、或是覺得體驗被破壞、剝奪的感受又該怎麼解釋？

首先，要記得的是以上研究結果都是平均值：它不意味每個人在被爆雷後都會更加喜歡這個故事。這類研究也其侷限，即僅針對單一大學校園的本科生進行調查。關於劇透的發現可適用於小說，但受眾對小說劇透的感知和反應可能和面對電影，影集等其他形式的作品不同。

第二，你面對劇透時的反應可能取決於你的個性。

認知需求 V.S. 感情需求

不知道各位有沒有發現，有些人不在意劇透；有些人則對爆雷抵死不從？

擁有高度認知需求（Need for Cognition）的人喜歡思考，並傾向於追求認知要求高的活動，如填字遊戲；高度情感需求者（The Need for Affect）喜歡感受並偏向尋求情感活動，如觀看溫馨狗狗影片。

雖然這兩種特質看起來互相對立，但它們是獨立存在且互不影響的——有人可能同時有高認知高情感，或是兩者都不高。平均而言，高度情感需求者往往喜歡被劇透的故事：

這可能是因為他們對於未知更有感受性、也更容易理解。

看完以上的實驗，是否讓各位對於「劇透」有更深一層認識？雖然劇透在某種狀況下能增加故事的吸引力，但這絕不是你可以任意洩漏劇情的理由，因為爆雷確實會對人們的經歷產生負面影響。

懂得尊重彼此，才能一起享受故事的樂趣。

參考資料：

1. Enough with the spoiler alerts! Plot spoilers often increase enjoyment
2. Beware ‘Star Wars’ Spoilers: Enjoyment Suffers When Plot Revealed
3. The Spoiler Paradox
4. The Psychology of Spoilers: Do They Spoil the Story?
5. Knowing the Ending Makes a Story Better, Not Worse, Says the Spoiler Paradox
6. Leavitt, J.D. & Christenfeld, N.J.S. (2011). Story Spoilers Don’t Spoil Stories. Psychological Science. doi:10.1177/0956797611417007