我很受傷，因為我覺得你是故意的

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

大多數人會發現，朋友的個性林林總總，不一而足，有人比較外向，有人比較內向，有人比較擅長溝通，有人比較諳於採取行動，也有人比較熟悉表達同理心。還有人像我，得詢問該擁抱多久才可以帶給人安慰（你既然問了，我就好心說，答案是二到三秒，如果是因為分手肝腸寸斷，就抱個四秒）。

我們擔起的角色反映出自身個性，只是通常並未察覺。在任一團體中，有些人覺得當領頭羊比較自在，有些人寧願別人替自己決定。有些人喜歡直腸子說話，其他人只會用暗示的（唉唷）。

這些狀況都不是湊巧。從細胞生物到工作場所，只要集結了人類、動物、分子，其行為就可以依某種階層體系與關係組合來解釋，由個性與生理學來決定。

蜂巢裡有不同類型的蜜蜂：工蜂建立蜂巢、保衛家園、採集食物，女王蜂是社會黏著劑，也是「老大」，雄蜂的唯一職責是交配，不是交配的季節，則遭蜂群驅逐到蜂巢外。蜂巢因此得仰賴各種蜜蜂行使不同的功能，發揮所長，注意收發彼此的訊號。

透過蜜蜂分工合作了解蜂巢的運作，探究不同的成分（蛋白質或人）互相溝通的方式，也可以理解細胞生物和人類社會的小圈圈。一群朋友決定要去哪裡玩、看什麼電影，得看大家有什麼意見、出什麼力，同樣地，一個細胞若須執行必要的功能，得仰賴各種輸入與動作，而各種輸入與動作是來自不同的蛋白質類型。

以蛋白質說明人類性格，描繪群體合作模式

或者，至少，這就是為什麼一個組織能達成效率，我們在細胞結構與動物王國裡看到的也是如此。人類行為的現實通常更為紊亂。想想你自己的朋友，想想你多麼擅長決定與人社交的方式。需要多少時間才能約好碰面、敲定場地、邀請大家出席？

如果牽涉到請大家做不是他們真心想做的事情，有時是請大家做未必適合他們的事情，這過程又要耗掉多少心力？又一次，從眾的欲望以及希冀從他人獲得正面評價的欲望，往往會覆寫掉有效溝通與有效協調行動的必要。

相較之下，蛋白質的組織足具效率，行事理性，將情感與人際政治屏除在外，實在令人驚豔。觀察「細胞訊息傳導」（cell signalling）的過程便可看清這點，基本上就是不同的蛋白質互相結合，察覺體內的變化，並將變化告知彼此，最後做出決策。

我將此過程當作模型，以利於了解哪種蛋白質可以印證我觀察到的人類行為，更優秀的模型應是何種樣貌。方式是將蛋白質行為與麥布二氏人格類型指標（Myers–Briggs Type Indicator，簡稱 MBTI）相互對照。

MBTI 將人的個性分成八種屬性：外向（Extroversion）、內向（Introversion）；感覺（Sensing）、直覺（Intuition）；思考（Thinking）、情感（Feeling）；判斷（Judging）、感知（Perceiving），再判定哪四種最能反映人格特質與行為方式。

對照完之後，我發覺，蛋白質比我想像中還更適合用來說明人類。某種層面上，蛋白質是個性類型的有效參考值，稍後例子將詳述。但是，蛋白質又不僅呈現不同「類型」同時並存的實際狀況，也是個好模型，描繪出同時並存與攜手合作該有的運作模式，也彰顯了為何必須表現個性、而非壓抑個性。

最普遍的蛋白質個性整理如下。

受體蛋白

受體蛋白（receptor protein）是體內任何細胞最初的接觸點，會感受到外在環境的變化，例如血糖值達尖峰時，往下游傳遞訊息給細胞內其他蛋白體以處理後續。不妨把受體蛋白想成團體內具有同理心的一群，可以憑本能感受到別人的不自在，或是感受到各方爭執快要失控了，雖非決策者，卻能居中協調，和同類一起工作。

受體蛋白型的人為樂天派，在不同的社會團體間輕鬆遊走；多個小圈圈都有他的身影，是小圈圈之間的溝通橋梁。依 MBTI 分類，此為 ENFP 型：「熱情洋溢，富含想像力，認為生命充滿各種可能，可以快速連結事件與訊息。」抑或是 ENFJ 型：「溫暖，同理心強，感覺敏銳，負責。極為關心他人的情緒、需求與動機。」

他們觀察敏銳，處事圓滑，能自在與人相處，擅長破冰，宛如在社交圈裡翩翩飛舞的蝴蝶。

轉接蛋白

轉接蛋白（adaptor protein）促成細胞訊息傳導過程的下一階段，會與受體蛋白結合，決定在細胞內傳遞訊息的最佳方式。這是體內第一個「做決策」的細胞體，負責決定啟動哪一個「激酶」（kinase，為下游的蛋白質），以及傳遞哪些訊息給其他細胞。透過轉接蛋白，初始訊號因此轉化成稍後可傳導並據以行動的訊息。

對我來說，這類蛋白不會大驚小怪，從容自在，善於支持他人，不需要當鎂光燈焦點。我與「轉接蛋白」型的人常常處得不錯，他們不會評斷別人，替不同人當翻譯，在不同個性的人之間斡旋，都相當拿手，與受體蛋白相仿，也是溝通者，不過，並不是主動積極與他人交朋友的那種，比較近似引導者：鋪好平整道路，往目標前進。

轉接蛋白屬於 ESTJ 型：「態度實際，將現實納入考量，實事求是，果斷，迅速著手履行決策。」抑或是 ISTP 型：「有包容力，彈性，會先靜靜觀察，問題真的浮現後便快速採取行動，找出可行解方。」他們不會大聲嚷嚷，也不會逼自己站到前排，但沒有了這類人，團體可能會失去平衡，四分五裂。

• 黃貞祥／國立清華大學生命科學系助理教授

關心事物遠勝於人，對社交充滿焦慮——你也是這種阿宅嗎？

「靠北工程師」的臉書粉絲專頁，上面充斥著大量阿宅工程師不解風情的笑話，其中大多數甚至不是虛構的吧？

像是《生活大爆炸》（The Big Bang Theory）的主角群那樣毫無社交能力、一再笑料百出，當然是太誇張了，但我先承認，對我們理工宅來說，往往很難想像大多數人類的情感世界，我們甚至對人類本身也不太感興趣，更遑論社交，否則就不會長時間宅在實驗室研究各種「冷冰冰」的東西，成為世界上極少數能夠理解某一主題的專家。

即使當上了教授，我們對社交活動仍充滿各種焦慮，據說許多當上主管的理工科系教授也一樣。要不是對事物的關心遠高於對人的，科學家或工程師為何要爆肝地躲在實驗室裡沒日沒夜地工作呢？在我們的成長過程中，更是充滿各種不堪回首的回憶吧？老實說，我自己過去因為穿著不得體，或者講了什麼不體面的話而被訓斥的經驗，也不勝枚舉。

很多理工宅，從小就是學霸，但我是個例外——標準的學渣。我在小學乃至中學時，有很多科目學期成績甚至掛零分。要做到這點其實不難，只要作業和考卷都交白卷，把時間花在做白日夢，或者閱讀大量自己都看不懂的書，然後準備回家被痛扁一頓就好。

只要是沒興趣的科目，我上課唯一的樂趣，就是在老師講課時，大剌剌地在教室玩起自己的東西，或者捉弄老師，大聲嗆他們沒講好的地方，因此在走廊罰站和被板擦砸中，也是家常便飯。還好我念的不是升學主義的中學，否則遲早會被退學。

整個中小學時期，我也一直覺得老師和同學都很奇怪，總是和他們格格不入，因為每次我去問他們或者找他們討論讀閒書看到的相關知識，不是被老師訓斥干擾教學，就是被同學當作神經病。一直到上大學前，我都不懂為何那些科學知識對他們來說會是無趣的。

後來，我發現自己對數理科目真的很感興趣，但因為馬來西亞中文獨立中學早期師資匱乏，所以數理科目幾乎都是自學的，然後在其他中文以外的文科科目全都超低分的狀況下，學校只好睜隻眼、閉隻眼，沒讓我留過級。

在學校裡最會被大哥們挑上然後被霸凌的，就是像我這樣的怪咖吧？在小學和初中階段，天天被照三餐開扁，後來被那些小混混打到全身傷痛也無感後，乾脆還收錢斂財，讓他們付費當沙包，只是後來醫藥費比賺到的多太多了，才知道原來要有成本的概念。

除了個性內向害羞、興趣狹隘，小時候家人還懷疑我有過動症。還記得，剛上幼稚園的時候，因為上課時跳上桌子表演舞龍舞獅，或者覺得女同學的辮子很可愛就當玩具玩，還有拿顏料要幫學校桌椅、牆壁作畫，而立馬被送回家⋯⋯因為幼稚園就在我家隔壁，老師都是直接把我從圍牆丟回家的⋯⋯

觀察、模仿、學習，以科學之眼開啟社會化

其實，我也不是沒朋友，因為校園裡總會有些怪咖，他們也沒什麼社交能力，可是在數理科目上卻展現出驚人天份，而且也天天跟你講很多很奇怪的話，讓我覺得很新奇。隨著年級愈來愈高，還能留在學校而沒有離開的同學，就愈多志同道合的，加上高中升學壓力浮現，很多同學就會來和我們交朋友，然後考試時拜託我們偷傳答案給他們⋯⋯

對許多人來說，理工宅就是這麼一群不懂人類情感能力，只有解決問題能力的人，比較像電腦程式多於像人類吧？而理工宅在成長和求學的過程中，因為貧弱的社交能力，還有搞不清楚狀況的發言等等，輕則被白眼，重則被霸凌，其實都很令人感到痛苦與挫折。

上了大學以後，我愈來愈社會化，以至於只有極少數朋友相信我個性內向害羞，大多數朋友都以為我是外向性格的人。那麼，我是如何學會與人相處的呢？

那麼，要如何變得更社會化呢？我自己的方式是：以科學的方式來解決這個問題。也就是把所有人類的行為，當作動物行為來觀察，看看周遭的人們，在具體的場合中，他們的言行舉止究竟會如何表現等，然後好好模仿一番。

格格不入，不曉得怎麼與人相處？你需要《人類使用說明書》！

如果，有更科學的方式來解決理工宅各種共同的社交問題，這一定是救星啊！

八歲時被診斷患有自閉症（ASD）、二十六歲時診斷出注意力不足過動症（ADHD）的倫敦大學學院（University College London）生物化學博士卡蜜拉‧彭（Camilla Pang）除了以這本《人類使用說明書》成為 2020「英國皇家學會科學圖書獎」（Royal Society Science Book Prize）史上最年輕得主，更重要的是，她利用自己研發出的各種方法，來度過苦澀的青春成長歲月，而成為一位「轉譯生物資訊學」（Translational Bioinformatics）研究者。

《人類使用說明書》真的是宅到爆的科普書，建議普通人閱讀前要有心理準備。雖然我還不算真的罹患自閉症或注意力不足過動症，但是像這些複雜的心理性狀，其實都只是「頻譜」的問題而已。例如亞斯伯格症，像我這樣的理科宅，雖然沒達確診標準，但其實評鑑分數已高過平均值不少，相信我大多數的理工教授同事也有過之而無不及。

因此，在相當程度上，我還滿能夠理解卡蜜拉當初沉浸在科學的世界中，如何化挫折為力量，以應對現實世界帶來的挑戰！

簡單來說，我們這些能夠適應社會的理工宅，某種程度上就是把面對的所有人生重大問題，都分解、拆解成一個個小單元，然後運用理性分析思考的方式，用盡所有能夠收集到的資訊，整理成一個個工作清單，然後按表操課地一一面對挑戰。

只是卡蜜拉更是直接把科學運用在思考她遇到的絕大部分人際問題上！如果卡蜜拉小時候有本《人類使用說明書》，她一定會是忠實的小讀者。可惜，她當時沒這本書，於是她長大後乾脆放大絕——自己寫一本！

雖然是理工宅但沒關係。她用一般理工宅更能夠理解的科學語言，來說明理工宅面對的種種人生難題。這是一本可以造福社會的好書，因為儘管許多理工宅是不折不扣的怪咖，但是只要在人生中遇到知音，他們就能夠好好地發揮所長，用特殊才能來推動人類科技的進步，而非自暴自棄甚至誤入歧途、為害人間。

卡蜜拉本身就很幸運，因為她的家人、朋友和老師都很照顧她。而我也是。所以如果認識這些怪咖，或者他們是你的家人，趕快買一本送他們！你會感謝你自己的！

從科學理論討論人際——《人類使用說明書》真的夠宅、夠懂人嗎？

要如何說明《人類使用說明書》的宅度呢？

舉例來說，卡蜜拉用現在當紅的 AI 人工智慧機器學習來說明如何擺脫箱型思維；理工宅在成長過程中，因為個性古怪而難以交友怎麼辦？向蛋白質學習團隊合作吧！她用熱力學來解釋房間的失序狀態才是正常的，這點深得我心！遇到恐懼該怎麼辦？探究一下光波和折射吧。

尋找河蟹要去找網路警察嗎？其實，波理論、和諧運動就能提供答案；分子動力學能教你如何屏除從眾心理，而量子力學和網絡理論能指導你邁向目標；不知道別人在想什麼嗎？沒關係，可以好好運用演化及貝氏定理；化學鍵就隱含著各種人際連結的道理；在人生的過程中犯錯不需太擔心，因為深度學習與神經網路就在不斷試錯；要在社會中待人以禮，可以用心研究賽局理論。

從上述內容也大致可見，不僅理工宅可以用科學來理解人類，而我們也能反過來用人類行為來理解這些科學知識與理論，這也是為何卡蜜拉的處女作能打敗許多經驗老道的科普作家，而榮獲 2020 「英國皇家學會科學圖書大獎」吧！

理工宅的人類敲門磚——你準備好走進這個世界了嗎？

《人類使用說明書》也能讓我們見識到理工宅很不一樣的內心世界，原來大家都有情感上的需求，只是當有人和我們看起來不太一樣，只要我們並不是外星人（雖然稱我們為外星人的同學也不少），就多少應該活得像人類。

不管是理工宅還是多愁善感的文藝青年，都是我們人類多樣性的表現，人類能夠源起自非洲草原，而後遍布全球，就是拜我們這個物種的多樣性之賜，創造出五花八門的技能和知識，形成複雜的社會網絡，天生我才必有用。

當然《人類使用說明書》也只是一塊敲門磚，讓理工宅能夠更加自在地融入社會，而不僅是孤芳自賞。可是要更加搞懂人類的世界，以及內心深處情感的力量，我們也需要文學。

文學的價值就在於本身的美，但如果站在功利的角度來看：文學作品能夠讓我們更加體會人類的情感世界。例如詩詞歌賦引領我們探索更廣闊的人類情感；經典文學小說，讓我們用我們演化而來、天生擅長用故事學習的方式，理解更深刻的情感與人際關係。

確實有心理學研究發現，閱讀文學小說，能夠提高受試者閱讀他人情緒的能力，這對我們在社會上趨吉避凶，會是很有幫助的！

好吧，準備好見識一下這位了不起女孩的內心世界了嗎？