飛得和鳥一樣好的魚

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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近日天氣漸暖，時序進入春天，正是蘭嶼的達悟人開始捕捉飛魚的季節。每年三月，飛魚隨著溫暖的黑潮北上，迴游到蘭嶼附近的海域，達悟人便會舉行著名的招魚祭（Mivanuwa），此後，十人大船下水，正式宣告飛魚季的展開。

飛魚季大約從每年的二月開始，一路持續到八、九月，也就是從可以開始捕捉飛魚，到停止吃食飛魚為止，一共七、八個月的時間。這段期間，達悟人會舉辦多個祭典，如「招魚祭」、「十人大船下水儀式」、「單人與雙人拼板舟下水儀式」、「舀水祭」、「螃蟹祭」、「小米祭」、「豐收祭」、「飛魚終食祭」等等。

在飛魚季期間，達悟人必須遵守許多禁忌，然而在飛魚季以外的時間，達悟人們要遵守的禁忌也不少。這些禁忌有些看似不合理，背後卻有相當科學的解釋，然而在深入了解這些禁忌之前，你是否好奇，這些禁忌究竟所謂何來？

黑翅膀的傳說

傳說，達悟人曾將飛魚和其他魚貝類一同煮食，生了奇癢無比的惡瘡。夜晚，一名老人便夢到一隻有著黑翅膀的飛魚，對他說：「我是飛魚們的頭目，黑翅膀飛魚，特地前來告訴你，你們不可將飛魚和其它的魚、蟹、貝類一起煮食。這樣做不只你們自己會生惡瘡浮腫，飛魚群也因此生了大病。為了要讓你們熟悉捕食飛魚的時間和規則，明天早上到海岸邊來找我。」

第二天清晨，老人依約前往海邊，果然見到一條巨大的黑翅膀飛魚，只見牠雙鰭趴在大石頭上，身後還有各個種類的飛魚。牠開口道：「像我這樣的黑翅飛魚（mavaheng so panid）量最少，是飛魚中的貴族，最有聲望。你們必須晚上火漁，白天舟釣，不可用火烤來吃，否則會生瘡。紅翅飛魚（saliliyan）量最多，白天舟釣，夜間火漁，而且要用牲畜的血祭它們。白翅飛魚（sosowoen） 量少，最先到達蘭嶼島，只能夜間火漁，不能白日舟釣。Kakalaw 沒有什麼用處，多半在  Pikaokaod（達悟曆三月，約國曆四月）下旬，才隨紅翅飛魚一起到，體型較小，給小孩子吃剛剛好，不需曬成魚乾，捕回來直接下鍋煮。晚上火漁，它們不吃餌（也就是不能舟釣）。Loklok 不會成群游到，是鬼頭刀（arayo）最愛吃的魚，可以用來釣鬼頭刀。小孩子不能吃，老人可以吃，可火漁。Sanisi，不能吃，可用來釣鬼頭刀。」（註1）（註2）

之後，黑翅膀飛魚又教導了老人一些關於祭祀和殺魚的方法，說完便帶著其他飛魚成群離開了。從此，達悟人謹遵黑翅膀飛魚的教誨，維持這些禁忌直到今天，這便是飛魚季的由來。

好魚和壞魚

黑翅膀對飛魚的分類，後來也延續到達悟人對一般魚種吃食的禁忌上。有到過蘭嶼觀光或是喜愛收看臺灣行腳類節目的朋友，一定聽過將魚分成「好魚」和「壞魚」，又或者是「男人魚」、「女人魚」、「老人魚」這樣的說法吧？

達悟人認為，「好魚」（或稱「真魚」，oyad）是所有人都能吃的魚，又被稱為「女人魚」；「壞魚」（rahet）因為味道較腥，只適合男人食用，被稱為「男人魚」；而味道更腥的魚，則被認為只有祖父級的老者才能食用，是為「老人魚」。（老人魚是壞魚下面的細分，也就是說老人魚一定是壞魚，但壞魚卻未必是老人魚。）

而根據性別和階級，又有些魚適合孕婦食用、有些適合哺育幼兒的婦女、妻子懷孕的丈夫、有哺乳兒的父親、男童、女童等等經歷不同生命階段的人們，然而大抵上便是根據好魚壞魚的分類變化而來。簡單來說，一個祖父級的男子可以吃食所有的魚，而祖母級的女子則可以吃食所有的好魚。

「好魚」的肉質一般較細，體色較鮮艷，「壞魚」的肉質則較粗、味道較腥，體色較樸素，不過兩者之間的分野並不清楚。曾有學者指出幾種分類的標準，如名稱吉不吉利、味道好不好吃、外觀的美醜、會不會傷人等等，然而美醜和味道是相當主觀的，一條魚究竟是因為本身的因素，或者是被分類後才對其產生嫌惡感，孰因孰果其實相當難辨，至於名稱就更是分不清因果了。

比如蝴蝶魚是一種體色相當豔麗的熱帶魚，時常作為觀賞用魚飼養，據說肉質相當鮮美，然而大多數能夠食用的蝴蝶魚，都被分類為老人魚。好魚壞魚的分類標準，目前學者還沒有一個明確的定論。

值得一提的是，老人魚也並非所有成為祖父的男子都能吃，若是成為祖父的男子父親仍然健在，也會將食用老人魚當成禁忌，否則「吃了好像父親已經不在了」；而有時就算並非祖父，到了一定年紀的鰥夫也能吃食。老人魚能否食用的標準，有時也是相當憑感覺。

達悟人的一餐

至於要了解將魚分成好魚壞魚有什麼好處，就不能不先了解達悟人是如何張羅一天的餐食。傳統上，達悟人的正餐通常是兩餐，早餐和晚餐，而早餐通常都是昨夜晚餐的剩食重新料理而成，只有節慶或因故如天候不佳、拜訪友人等等，才會在家中用午餐。

正餐必須包含兩類食物，「主食」（kanen）和「副食」（yakan），前者也被簡單地稱作「飯」，後者則稱「菜」，僅有一樣的都被稱為點心。主食主要是芋頭、甘藷等塊根作物，而因為受到臺灣本島的影響，稻米也逐漸為人接受。副食則種類繁多，如海中的各種魚類、軟體動物、蟹類、貝類、藻類、各種山野採集到的動植物等等非主食類的食材都包含其中。豬羊雞等牲畜則較為特別，只有節慶或儀式時才會宰殺。

雖然副食的種類如此繁多，四面環海的蘭嶼，自然是以魚類最為重要，若節慶時沒有豬羊雞可宰殺，也常以魚類充數。達悟人的社會分工相當明確，「女人拿飯，男人找菜」這句話，便囊括了達悟人一天的行程。

禁忌背後的科學

由於捕魚的收穫風險高，空手而回是相當有可能的事，自然會想多捕一些容易捕捉的魚。若是這樣，較好捕捉的魚大概沒過幾年便被捕光，造成嚴重的生態浩劫。然而達悟人的食魚禁忌，讓這樣的浩劫得以避免。

一般而言，好魚（女人魚）較容易受到驚嚇，不好捕捉，壞魚（男人魚）則行動遲緩或極易上鉤。例如蝴蝶魚與單棘魨是相當容易捕捉的魚，後者更因為行動遲緩而被稱為「懶惰魚」（註3），但因為蝴蝶魚是老人魚，單棘魨是壞魚，達悟男人為了養活一家人，對這種魚的捕殺只能適可而止，必須付出額外的努力去捕捉其他女人能夠吃的好魚才行。無形之中也保障了壞魚的生存，達成一定的生態平衡。

此外對於達悟人來說，迴游魚類如飛魚、鮪魚、鬼頭刀等等是神聖的，他們認為這些洄游魚平時與天神同住在天上，只有春天時候會被放出來，來到蘭嶼供達悟人捕撈。飛魚季的開始，讓這些洄游魚類成為達悟男人準備副食的主要目標，減少了一般平時對礁岸魚類的捕捉，而飛魚季從二月至八月的這段期間，正是這些珊瑚礁魚類的繁殖期。如此交替，讓這些礁岸魚類得以休養生息，達成生態永續的目的。

除了生態上的科學之外，一些禁忌本身也相當科學。如「在飛魚終食祭後，須將所有未食完的飛魚全部丟掉」，就是因為早期的達悟人除了曬魚外沒有其他的保存技術，怕放久腐壞；而在黑翅膀傳說裡提到，「飛魚不可與其他魚貝類混煮」，或許便是因為食物混煮，煮熟的時間不同，可能造成生食的情況；詳細版本的黑翅膀傳說中提到，「宰殺飛魚時，必須放在 zezeteban 上，而不要放在 amongan，因為前者是用來放生的飛魚，後者是用來放煮熟的飛魚」也是相當有概念的「生熟食分離」；而「飛魚的眼珠和膽必須挖出放在 mamatan 上，用以生吃，魚卵則必須煮熟」（註4），或許便是害怕煮熟後破壞了眼珠和膽汁的營養，才如此言明規定。

結語

當然，並非所有禁忌背後都有科學解釋，有些禁忌本身或許沒有什麼道理，卻能達到維持社會秩序的功能。例如飛魚季期間，不可以罵髒話或亂說話，也不可對游進的飛魚指指點點；捕魚時的魚團也有種種規定，例如返回共宿屋時，不可經過其他魚團慣常經過的道路，而除了同團男子有懷孕的妻子可以來到共宿屋之外，孕婦不可進入共宿屋，否則會帶來霉運。又或者，別人家曬飛魚的架子不能隨意走過；甚至連飛魚的處理方法，哪邊應該割幾刀都有嚴格的規定，否則就要全部丟掉。

正是因為全然的相信，禁忌才具有約束力，若是沒有了禁忌，傳統社會的秩序便難以維持，無以為繼。然而在科技與知識發達的現在，從前的禁忌也正逐漸消失。譬如「飛魚終食祭」後，必須丟掉所有飛魚的傳統，也因為冰箱的出現，被認為太過浪費，漸漸無人遵守。機動船的出現，也使得許多與拼板舟相關的禁忌漸漸被人遺忘。此外，飛魚的烹煮方法曾有著嚴格的規定，如必須以生水加入些許海水的方式烹煮，不添加調味料──也因為現今的年輕人追求口味變化，僅存耆老還恪守這樣的禁忌。

傳統的改變並非不是好事，民俗本該與時俱進。如今的達悟人們，因為科技和知識有了獨立思考的能力，禁忌的約束力雖然逐漸消失，某些基本價值卻不應改變。該做的，或許便是了解這些禁忌產生的原因，即使不再畏懼禁忌，也能讓好幾個世代守護的達悟文化和蘭嶼生態，繼續永續下去。

• 註釋：
• 註1：
  黑翅飛魚，又名青翼鬚唇飛魚，學名：Cheilopogon cyanopterus。
  紅翅飛魚，又名紫斑鰭飛魚，學名：Cheilopogon spilonotopterus。
  白翅飛魚，又名白鰭鬚唇飛魚，學名：Cheilopogon unicolor。
  鬼頭刀，又名鯕鰍、三保公魚、飛虎，學名：Coryphaena hippurus。
• 註2：在不同的文獻中，黑翅膀提到的飛魚種類有多有少，此處僅引用陳玉美小姐纂修之《台東縣史雅美族篇》內之記載。
• 註3：此說法引自余光宏先生所撰《雅美人食物的分類及其社會文化意義》內容。
• 註4：
  zezeteban，放飛魚的盤子。
  amongan，飛魚盤。
  mamatan，放飛魚眼的碗。

• 參考資料
• 黑翅膀飛魚的傳說
  《雅美文化故事》，鍾鳳娣主編
  《台東縣史雅美族篇》，陳玉美纂修
• 食魚禁忌和歲時祭儀
  《雅美人食物的分類及其社會文化意義》，余光宏
  《雅美族漁人部落──歲時祭儀》，董森永

楊海彥／小波

畢業於台灣大學生化科技學系，而後就讀實踐大學工業設計所，沒念完就跑出來開工作室。目前專注於把台灣文史和民俗元素轉化為故事，設計實境遊戲、桌遊和小說。
嗜讀奇幻文學，喜愛電影，比起咖啡更喜歡茶，卻養一隻以咖啡為名的貓。

標題的問題我不只一次問過吾家老媽。每次出門前，她總坐在梳妝台前耗去一大把時間，最後走出房間，我只會發現她長到很不自然的睫毛，這麼容易被識破的假睫毛，甘伍咖賀（台語）？

今年二月刊在《英國皇家學會介面期刊》的研究找來了22種哺乳動物，除了量了他們的睫毛長和眼寬長，還進一步去量測這些不同動物眼睛的水分蒸散量、阻隔塵埃量等空氣動力學相關的物理數據。大致上的結論是：

• （1）如果按比例的話，大概睫毛長都是眼寬的1/3
• （2）這樣的睫毛黃金比例，此長度能夠最有效將外界氣流攔截於眼睛之上，降低 50% 從眼睛蒸散出去和塵粒進入到眼睛的量（所以可以保濕防汙）。如果睫毛再長下去，這些功能反而就沒有囉！

快好好請身邊的朋友們拿起尺來量量，作者在此徵求黃金比例的睫毛照～XD

研究文獻：
Amador GJ, Mao W, DeMercurio P, Montero C, Clewis J, Alexeev A, Hu DL. 2015 Eyelashes divert airflow to protect the eye. J. R. Soc. Interface 12: 20141294.

Original publish date:Sep 11, 2010

編輯 Gene 報導

離開水的魚並沒啥了不起，除非牠們是飛出水面的。科學家利用風洞實驗發現，原來利用胸鰭和腹鰭滑翔的飛魚，能夠真的飛得和鳥類一樣好。

過去研究飛魚的科學家，只能利用其他動物相似的翅膀來猜測飛魚的空氣動力學。現在韓國首爾國立大學的機械工程師Hyungmin Park和Haecheon Choi直接把飛魚放進風洞中去瞭牠們是怎麼飛的。

韓國首爾全國漁業協同組合連合會提供了他們在日本海剛捉到的40隻飛魚（Cypselurus hiraii）。他們從冰桶中挑了五隻體形最相似的飛魚，交由韓國海事動物研究中心把魚乾燥並利用塑膠泡棉製作作成標本。他們把其中三隻的胸鰭和腹鰭拉出弄成類似雙翼飛機，第四隻魚僅拉出胸鰭，第五隻則把所有胸鰭和腹鰭收起。然後把五隻魚都送進風洞去測量。為了模擬在水面上的飛翔，他們把一缸水放進了風洞去做實驗。

結果他們發現，飛魚在風洞中能夠達到的最大上升力的角度，和飛魚在野外跳出水面的角度是一致的。同時，他們也發現飛魚在水面上滑翔時，是和水面平行的，那樣可以把升阻比（lift–to–drag ratio）提至最高，所以能夠在空中保持最長的滑翔時間。而胸鰭和腹鰭同時能夠讓飛魚在空中保持穩定。而飛魚的滑翔能力，和老鷹及海燕一樣好。

他們還發現，飛魚很神奇地把在水面上滑翔的阻力減少了14%。飛魚在水面上滑翔，原本會因為鰭表面的氣壓不同，而產生阻力。在滑翔時，翼下的氣壓會大於翼上的氣壓，而高氣壓會往低氣壓處移動，不過只能夠在翼尖發生，因此在滑翔當中翼尖處就會產生了會導致阻力的亂流。可是當飛魚接近水面上滑翔時，會產生地面效應（ground effect）而使得亂流消失。

飛魚可以利用地面效應在水面上飛翔長達400公尺！飛魚還會利用尾巴拍打水面在空中滑行。有些飛魚甚至演化出更大的尾鰭下葉來提高推力以助在空中滑行。飛魚為何在要空中滑翔呢？有兩個假設，一是牠們可以躲避獵食者，另一個是牠們在空中滑翔比在水中游泳還省力。

賓州西徹斯特大學的動物學家Frank Fish和Choi認為，這個研究有助研發出更省能源的航空器，例如可以用於改善「機翼翼地效應」（wing-in-ground effect）的載具。

參考來源：

• Scientific American – Winging It: Flying Fish Aerodynamics Directly Measured for the First Time
• ScienceNOW – ScienceShot: Flying Fish Match Birds at Gliding