懶惰的烏鴉什麼時候會想貢獻一己之力？

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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只要說到烏鴉，好像就會有非常強烈的「可怕」、「會攻擊人」的印象。但是「明明就沒做什麼，卻突然攻擊」的例子其實極為罕見。真的伴隨著身體接觸的「攻擊」也是不常見的。因為這類的攻擊而受傷的事情也很少聽說。反而是因慌亂而摔倒才比較危險。

烏鴉想要保護雛鳥

首先，烏鴉對人類採取敵對態度的，只有在保護雛鳥的時期而已。這一點請千萬不要忘記。雖然牠們若是在覓食的時候被打擾的話，可能會發出不開心的叫聲，不過並不會展開攻擊。從烏鴉的眼中看來，人類是既大又可怕的。

烏鴉對於望向巢或看雛鳥的視線非常敏感。由於在野生動物的世界中，並沒有像賞鳥者或是研究者般的奇怪傢伙，所以只要緊盯著巢一直看的，通常都是「想要對巢下手的敵人」。何況是盯著離巢幼鳥看，或是接近離巢幼鳥的話，就確實會認定成「我的孩子有危險了」。

被烏鴉「攻擊」的例子中最多的，是當離巢幼鳥站在低矮樹枝或是地面上的時候。剛離巢的幼鳥雖然會拍動翅膀但是卻不能飛（只能說是往下掉的時間花得比較久，卻沒辦法到比原先位置要高的地方去），所以在動來動去的時候，位置就會逐漸降低。

假如是在森林中的話，半路上會有許多樹枝，總是能夠抓住某處停在比較高的地方；但是假如是在像行道樹那樣孤立的樹的話就停不住，多半會掉到地面上來。這樣一來，親鳥就會為了要保護幼鳥而留在附近，對接近過來的對方一一加以威嚇，發出警告「不要靠近我的小孩」。

在澀谷實際發生過的一個悲劇，是烏鴉在天橋旁邊的行道樹上築巢，巢的高度跟天橋的高度剛好差不多。雖然行經天橋的行人完全沒有注意到巢的存在，但是對烏鴉來說，似乎就變成「好多人特地爬上樓梯來看我的小孩」。

光是經過也還算了，但是有人完全基於偶然而以巢為背景來拍紀念照片，讓烏鴉氣瘋了，所以不只那個拍照的人而已，有好幾分鐘，烏鴉都對著經過的行人進行威嚇。那應該是「我已經受不了了，不管是你還是他，統統給我滾出去！」的狀態了吧。

因為如此，會發生烏鴉攻擊人類事件的時機，是在幼鳥離巢的季節，也就是集中在五月到六月之間。受害報告的統計也是如此。　　

話說回來，烏鴉在威嚇、攻擊時的順序究竟是怎樣的呢？假如知道的話，應該就不再會認為烏鴉是「突然」攻擊過來了吧。

烏鴉生氣時叫聲的變化

首先，烏鴉會先以聲音進行威嚇。可能會有人認為牠們平時就在KaAKaA 叫個不停，應該無法區別；不過牠們要是平時的叫聲是「KaA、KaA」的話，在這時候的叫聲就會變成很激烈的「KaAKaAKaAKaA ！」。是不停反覆的快速連續叫聲，而且每一聲的音量都很大。只不過在這個階段時還不需要害怕。那不是對你叫，通常是在對經過那附近的別隻烏鴉叫。

但是假如烏鴉很明顯的是朝著自己的方向叫、跟在後面過來、到低的地方來的話，就表示你被烏鴉盯上了，也就是「那裡的那個人，就是你啦」的被指名狀態。假如牠的叫聲是沙啞的「GaRaRaRaRa……」，就表示牠相當生氣。有時還會聽到像「KoRa ∼！」般的叫聲（附帶一提的是，白頰山雀的威嚇聲聽起來是「AcChi ∼ IKe」，也就是感覺起來好像在說「A-Chi-I-Ke」）。

當叫了半天也沒有效的時候，烏鴉會開始用喙部敲擊牠停棲的樹枝。以人類來打比方的話，就像是在抖腳抖個不停，或是很神經質的用指頭敲打桌子的那種感覺。有時候還會把那附近的樹枝或葉子給撕扯下來。

翻譯牠的意思，就會是「老子已經叫你滾開了，你還沒聽見嗎，白癡」。此外，牠把小樹枝撕扯下來的行為有時會被媒體寫成是對準人類「爆炸攻擊」，不過牠們真的只是由於很不高興的在亂丟，即使有打到人也純粹只是偶然而已。

——本文摘自《都市裡的動物行為學：烏鴉的教科書》，2023 年 1 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。

最新的研究顯示，好吃懶做的烏鴉在勤勞的烏鴉受傷後開始對團體付出一己之力。

小嘴鴉（Corvus corone）會形成穩定的團體來分擔照顧幼鳥的責任，生殖優勢的成鳥倚靠其他助手來餵養幼鳥，但他們也能忍受一些看似沒出力幫忙的個體存在團體中。是什麼原因造成使他如此的寬宏大量？科學家證實，生殖優勢的成鳥可能間接的由那些相較懶惰的個體得到生存和生殖的好處。就算團體內全部都是懶惰的米蟲，也能降低被捕食的風險，或增加搜索食物的效率。

西班牙的演化生物學家Vittorio Baglione和他的同事，發現了懶蟲一個出乎意料的角色。研究團隊在西班牙北部，利用隱藏攝影機去記錄61隻野生烏鴉形成的17個團隊中，餵食幼鳥的頻率。一共在三天內記錄了12個小時，然後夾住每個團體中的其中一隻烏鴉的翅膀，限制其飛行能力後，再次做攝影記錄。

當翅膀被夾住的個體降低餵食幼鳥的頻率到三成左右，只有非生殖個體增加照顧的付出。此外，最懶惰的個體增加得最多；原先拒絕訪巢的八隻烏鴉，有五隻開始餵食幼鳥。

「了解個體在幫助行為的可塑性是非常重要的，因為那有助於我們了解合作的演化」康乃爾的鳥類學家Walt Koenig說。「這個困惑是個在生態行為學中存在很久的鴻溝」。

懶惰的烏鴉也許能幫助團體在艱困的時期確保子代食物的供應。但我們還不確定那些懶蟲提供幫助是因為他們聽到幼鳥的乞食聲，或是受到優勢成鳥的驅使。這兩個因素很難在野外利用烏鴉來驗證，所以Baglione計畫利用鳥舍中已馴化的鳥來進行後續研究。

資料來源：NatureNews: Lazy crows pitch in when it counts [2 June 2010]

我在上課或演講提到烏鴉時，經常用到一張照片。那是我大約在十年前碰巧在新宿拍攝到的。照片前方為堆得很高的廚餘，以及飛到那上面的幾隻烏鴉。背景則是剛下班的很像男公關的年輕男子們。在螢幕上先放這一張，然後再放另一張，渡鴉正盯著狼吃剩的鹿並準備要搶食，以及牠們後面的狼的照片。

「你們看，這兩張照片展現出來的是完全相同的生態學景象。大型動物吃剩的食物。要清理這些的腐食者也就是烏鴉。以及位於後方的肉食系動物。」

在聽眾沒有笑的時候，立刻放下一張投影片就是我的祕訣。

從垃圾袋中挑出食物

當烏鴉看到垃圾袋的時候，就會去啄或是去拉扯，很快就會把塑膠袋扯破。根據研究，牠們並不是看見什麼就啄什麼，而是會挑紅色或橘色系的地方啄。那應該是肉或果實的顏色吧。把橘子皮靠外側放的話，就像是在教牠們「這裡是目標」一樣，聽說牠們也會去找茶色的絲襪。

烏鴉非常清楚塑膠袋裡面裝有美味的食物。我在京都的公園裡看到的巨嘴鴉會停在垃圾桶上，把頭埋進去，叼住便利商店的塑膠袋往上拉，先用腳踏住壓著讓它不要掉下去，再把袋子裡面的東西一個個拉出來檢視。

保鮮膜或是紙屑等不能吃的東西立刻就會「呸！」的丟掉，弄得周圍非常凌亂。牠們非常用力地丟，讓人很想建議牠們省點力氣，不必丟那麼遠也沒關係。對烏鴉來說，可能是假如沒有把不能吃的東西丟遠一點的話，要是跟食物混在一起就很麻煩吧。

雖然我們是把垃圾分成「可燃」和「不可燃」，烏鴉則是把垃圾分成「可食」和「不可食」。正確的說法應該是「可以吃的東西」和「垃圾」。雖然對人類來說那全部都是垃圾，不過對烏鴉來說，那有很高的機率會是食物。

垃圾袋不過是另一種「屍體」

那麼，在講到烏鴉的食物時，曾經講過烏鴉是雜食性，也是腐食動物（scavenger，清道夫）。換句話說，烏鴉原本就是在看到屍體的時候會很高興的去吃的動物。烏鴉把喙部伸進垃圾袋中把內容物拖出來的樣子，也跟從動物的屍體中拖出內臟的行為完全相同。

沒錯，所謂垃圾袋就是「被皮包覆著的肉」，也就是說，跟屍體是一樣的。從烏鴉的角度來看，清晨的路邊是「有很多好像很可口的屍體的地方」，在旁邊有人類站著，呈現的是「旁有狼群」的狀態。混有免洗筷或其他的東西，應該就像吃到很多小骨頭的魚一樣吧。

換句話說，烏鴉翻揀垃圾吃的行為，跟翻揀在地面上的屍體是完全相同的，以清道夫來說是理所當然的行為。牠們並不是「適應城市」或是「因為山裡住不下去而勉為其難」，而是「由於有食物，所以就晃過來」翻揀食物了。牠們的行為，只不過是把森林裡的生活原封不動的帶進城市裡而已。

在北海道知床觀察聚集在北海道鹿屍體旁的巨嘴鴉時，我總是感覺牠們的行為就跟聚集在東京新宿垃圾收集場的烏鴉幾乎完全一樣。首先是聚集在周邊「Ka」、「Ka」的鳴叫，停棲在樹枝上確認狀況，再逐漸降到比較低矮的地方，好像在說「要不要過去呢？不過還是先不要好了」般的反覆先蹦的跳下去，又再回到樹枝上的動作。

最後總有一隻耐不住的烏鴉靠近過去，小心謹慎地去拉扯肉的一邊。拉扯一下之後就跳著飛走，確認有沒有危險。要是什麼事也沒有發生的話，其他的個體也會陸續飛下來圍在旁邊，有時會前後換班開始吃起來。趕緊把肉塞滿一嘴之後就會飛到旁邊的樹枝上站著慢慢吃，或是躲到哪裡去。巨嘴鴉這種簡直就像是特化成為翻揀垃圾般的行為，就跟發現動物的屍體聚集過去時的行為一模一樣。

那麼，這裡再以生態學的觀點，來想想「為什麼都市裡有這麼多烏鴉」。鳥為了要存活，就必須要獲得資源。首先需要有食物，然後為了繁殖，就必須要有營巢場所。有時候為了雛鳥需要有特別的食物，還有時候會需要夜棲點。既有喜歡草叢當藏身處的，也有喜歡茂密森林的鳥。只要能夠獲得這類的資源，那隻鳥就可以在那裡生活。沒有的話就沒辦法棲息。

雖然你可能會認為這很單純，沒什麼，不過在大都市中生活的鳥，毫無例外的，得要以某種形式獲得必要的資源（或是找到代替品）來過日子。例如麻雀把換氣口或是水管當成「樹洞」來營巢，鶺鴒把馬路當成「枯水時的河床」走來走去。野鴿把建築物當成故鄉的「岩石山」來住。遊隼把高樓大廈視為「斷崖」營巢，烏鴉就把垃圾袋當成「成堆的屍體山」來加以利用了。

——本文摘自《都市裡的動物行為學：烏鴉的教科書》，2023 年 1 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。