台南記錄五：門神機器人

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

魚類是人類重要的資源，許多古代文化裡魚是日常飲食的一部分，台灣古時候也是如此。一項新發表的研究，調查台南 5000 年來的遺址中有哪些魚，得知古早台南人食用的魚類，受到環境變化的影響。

用耳朵裡的石頭，判斷古代人吃哪些魚

如何得知古代人吃哪些魚呢？魚有骨頭，有機會在遺址中留下遺骸，但是相對其他動物來說，魚類的骨頭沒那麼容易留下。所幸硬骨魚的頭部內，有種負責聽覺的構造「耳石（otolith）」。

耳石成分為碳酸鈣，魚去世後是相對容易留存的部位。不同魚類的耳石型態有別，所以見到遺址中的耳石，可以得知古時候有哪些物種。比較不同年代遺址間，耳石組成的變化，便能推論不同時代吃魚的改變。

• 延伸閱讀：解開古代魚類耳朵裡的「石頭」秘密！專訪古生物學家林千翔

由中研院的生物多樣性研究中心，林千翔主導的研究，算是用魚類耳石回答考古學的問題。自然死亡的魚也會留下耳石，不過這項研究分析的耳石大部分來自貝塚，也就是人類活動造成的垃圾堆遺址，當年應該曾經是人類的食物。

樣本皆來自南科遺址群，也就是南部科學園區的臺南園區的一系列遺址。中研院的歷史語言研究所於公元 1993 到 2010 年，在李匡悌等人率領的挖掘下有許多收穫，魚耳石只是其中一小部分。

從距今 5000 年的新石器時代早期開始，現在是南科的這塊地方便有許多人類活動。南科遺址群的 82 處遺址中，有 17 處出土過魚類耳石，被納入本次研究。考古學上可分為 5 個時期：新石器時代的早期、中期、晚期，鐵器時代，以及歷史時期。

5 個時期中，新石器時代中期只有 1 處遺址 1 件樣本；距今 300 年到現在的歷史時期，也只有 3 處遺址 8 件樣本。用於分析的 1254 件樣本，大部分屬於新石器時代早期、新石器時代晚期、鐵器時代。

新石器時代早期，距今 4200 到 5000 年前的 2 個遺址，總共出土 789 件魚類耳石，分別屬於 24 個分類群（taxa），不論數量或多樣性都最高。

新石器時代晚期，距今 2000 到 3300 年前的 7 處遺址，共出土 112 件樣本，分屬 16 個分類群。而鐵器時代，距今 300 到 1400 年前的 4 處遺址，出土 344 件樣本，分屬 13 個分類群。

新石器時代最有存在感的是大黃魚（Larimichthys crocea），早期占 57.29%，晚期占 41.96%，皆為當期最高比例的魚類。鐵器時代變成海鯰（sea catfish）最多，占 61.24%。

台南環境變化，影響食用魚種

地處台南同一個地區的遺址，魚類的數量和多樣性都漸漸減少。之前有個論點主張，這是由於過度捕魚所致。但是這項研究充分利用耳石分析的優點，判斷出土魚耳石組成的變化，並非人為捕撈，主要是自然環境變化的影響。

同一種魚，耳石的型態不會改變，但是大小會變，耳石大小又正比於魚體的尺寸，耳石愈大，魚體也愈大，反之亦然。

大黃魚在現代也是常見的食用魚類，最近卻由於過度捕撈（過漁），使得野生族群大福縮水；在此之下觀察到，多數個體的身體及耳石也明顯變小。由此推測，倘若古時候發生過漁，遺址中大黃魚的耳石應該會縮小。

新石器時代早期、新石器時代晚期，鐵器時代，三個時期都有大黃魚。比較發現大黃魚的耳石並沒有變小，鐵器時代的耳石雖然數量大幅減少，尺寸還變大一點。表示至少從新石器時代早期到鐵器時代，也就是從 4000 多年到幾百年前，大黃魚並沒有面臨生存危機。

大黃魚在台南遺址的存在感之所以下降，更合理的論點是：海岸線和沿岸環境的改變。

台南的地貌不斷變化，陸地向海延伸。如今南科遺址群位於內陸，離海岸有相當距離；但是在新石器時代早期，南關里、南關里東遺址的年代（屬於小有知名度的大坌坑文化），這塊地方位在海邊；新石器時代晚期陸地範圍前進，不過依然位於海邊。

大黃魚住在岸邊海域，而新石器時代的台南人住在海邊，使他們不難獲得大黃魚之類的海產。魚類以外，這些遺址也出土不少貝類，表示當時的居民，善於利用沿海的水產資源。

隨著泥沙持續淤積，原本位於海邊的南科地區，鐵器時代成為內陸，淤積和河道後來形成台江內海。南科到台灣海峽之間有潟湖存在，鐵器時代的台南人，不用太靠近海邊便能取得水產資源。也許就是如此，大黃魚不再那麼流行，住在河口、潟湖環境的海鯰，變成這個時期遺址中最常見的魚類。

耳石只代表一部分古代魚類

不論古今，耳石都是識別魚類的好材料。比較不同年代魚類耳石的改變，可以判斷自然環境與人類文化的變化，但是也要注意，考古遺址中的耳石，無法代表古代食用魚的全貌。

見到某種魚的耳石，那種魚一定存在過，可是曾經存在過的魚，不一定會留下紀錄，耳石組成也不完全等於實際比例。這兒最明顯的例子是，不同年代的多個遺址有出土鯛科魚類（Sparidae）的骨頭，然而其耳石只有 1 件。或許還有些魚類，不論魚骨或耳石都沒有留下，我們根本不知道它們存在過。

我們見到大黃魚在新石器時代早期占 57.29%，晚期占 41.96% 這項數據，並非意謂當時真的有 57%、42% 食用魚為大黃魚；合適的解讀大概是，大黃魚是新石器時代主要的食用魚種，晚期的比例有所降低。

大黃魚的古老傳承與當代危機

有趣的是，一直到中國漁民近期過度捕撈以前，野生大黃魚在東亞的東部沿海都很常見。古代台南人捕食不少大黃魚，可謂有偏好也具備技術，他們對大黃魚的偏愛和捕捉技術，或許能追溯到還在對岸海邊的日子。

綜合考古、語言學等方面的資訊推敲，台南在新石器時代的大坌坑文化，應該是台灣初期的南島族群，他們很可能是更早以前來自東亞沿岸移民的後裔。這群人的生產方式包含農業，會種植稻、小米等馴化植物，不過仍然有不少採集和狩獵，以及利用水產資源。他們捕食大黃魚的文化，也許在祖先尚未渡海移民前已經養成。

古代人吃進不少大黃魚，現在大黃魚也是受到歡迎的食用魚，一度族群龐大的魚群還因為濫捕面臨滅團危機，至今沒有從過度捕撈的打擊中走出去。無疑，人類如今也成為影響魚類生態的要角。

延伸閱讀

• 林千翔實驗室網站
• 吃魚頭常常啃到的那兩顆「魚耳石」，對古生物學相當重要
• 耳中乾坤─魚耳石
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參考資料

• Lin, C. H., Wang, Y. C., Ribas-Deulofeu, L., Chang, C. W., & Li, K. T. (2022). Changes in marine resource consumption over the past 5000 years in southwestern Taiwan revealed by fish otoliths. Journal of Archaeological Science: Reports, 42, 103400.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

泛泛泛科學Podcast這裡聽：

棲身於都市的我們，可曾自問理想的居住環境應該是什麼樣子呢？科幻電影中，不論是《黑豹》的烏托邦科技之城，還是《銀翼殺手》賽博龐克式的頹廢，他們時而嚮往未來世界、時而批判當代問題。《國家地理雜誌》曾於 2019 年推出「未來城市」專題，指出全球將於 2050 年達到 98 億人口，並且將有 70% 居住於城市。專題中勾勒出「未來城市」的十項關鍵原則，包含：生態、經濟、基礎建設、水資源、廢棄物、食物、移動性、文化、能源、適居性等。

回到台灣，你心中的理想城市應該如何？科技新潮、舒適宜居？還是通勤方便、適合就業？你知道現在就有一座「科技之城」正朝這樣的路上邁進嗎？

位於台南的「沙崙智慧綠能科學城」將成為研發綠能科技的重鎮，不僅有全台唯一的自駕車測試實驗場、綠能科技示範場域，更與南科並駕齊驅，成為推動台南前進的「雙引擎」，引發青年「南漂」的熱潮。本集節目，P 編、y 編將與臺南市政府經濟發展局長陳凱凌，一起探索未來城市的可能性！

• 03:26 科幻題材的城市想像

許多科幻作品對「未來城市」有相異想像，y 編、P 編大致分為以下三種類型：第一種為「烏托邦」型，科技已發達進步，城市發展完善，生活、交通便利，能源問題已被解決，如：電影《關鍵報告》、《黑豹》中的城市面貌。第二種為更為常見的「賽博龐克」（Cyberpunk）型，資本大企業掌控城市，機器人取代人類的功能性，不顧工業造就的環境污染、破壞，城市的一切以「獲利」為最高原則。第三種則如同《瓦力》、小說《月球城市》，人們被迫離開地球，重新在其他星球另闢疆土，重建起新的城市風貌。

延伸閱讀：

在科幻與科學之間，寫一座充滿故事的月球城市──《月球城市》作者 Andy Weir 訪談

• 08:37 科幻反映現代城市的 bug

相較之下，y 編、P 編認為上述的第二型、第三型「糟糕」的城市面貌，在科幻題材更為常見，藉此也顯示題材背後對於現代城市的批判。y 編形容科幻題材荒涼的城市景觀，像是對人們「敲響警鐘」，希望大眾意識到現實城市中的 bug 在哪，若不早點解決問題，城市未來即可也變得如此「糟糕」。

• 09:47 建築師眼中的「未來城市」

《國家地理雜誌》曾於 2019 年推出「未來城市」專題，指出全球將於 2050 年達到 98 億人口，並且將有 70% 居住於城市。專題中更邀請美國 SOM 建築設計事務所，列出設計「未來城市」的十項關鍵原則，包含：生態、經濟、基礎建設、水資源、廢棄物、食物、移動性、文化、能源、適居性等，並強調循環利用水資源、發展再生能源、在地生產食物、建設高速鐵路作為城市間的聯繫等，都會是規劃、設計城市的取向。

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未來城市 – 都市垂直農場供你溫飽

• 14:55 未來房子的設計「因人而異」

《國家地理雜誌》「未來城市」專題指出，以後人們所居住的房屋應「因人而異」，依據每個人的條件（如身高差異、對不同空間的需求量），更有效利用居所中的空間；P 編也再提到，專題也強調「關聯就業」（Connected Employment）的重要性，希望能拉近城市「就業中心」與「居住中心」的距離，因此建設高速鐵路，成為減少通勤時間的解方。

• 18:28 「沙崙智慧綠能科學城」在做什麼？ 

「沙崙智慧綠能科學城」位於台南，目前為南部重要的研發中心，也是政府「5+2產業創新計畫」中綠能科技產業的發展重鎮。園區內更有許多「全台唯一」的建設，包含：自駕車測試實驗場、綠能科技示範場域、台糖智慧綠能循環住宅，另也有中研院、科技部的研究機構進駐，提升台灣南部的科技研發能量。

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• 20:59 「軟硬兼具」的台南動起來

臺南持續推動「雙引擎」計畫，一為南部科學園區（南科）光電產業的發展，近年亦有台積電設置 5 奈米製程工廠，目前已可量產，3 奈米製程生產也如火如荼的進行中，皆有助帶動硬體與光電業的成長；另一大「引擎」即是沙崙智慧綠能科學城，帶動綠能科技、資安智能的研發。陳凱凌局長也表示，兩者「軟硬兼具」的發展，將為光電、科技與研發帶來巨大的演進。

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• 23:47 「南漂」人才回流的原因

過去台灣南北區域發展不均，導致高階人才往往「北漂」工作。陳凱凌局長指出，南科、沙崙科學城的興起，已讓南部產業產生巨大變化，工廠人才需求量爆增。不論是低階作業員、高階研發人員在台南皆能有不錯起薪，更以 ASML 於南科設立的 EUV 研訓中心為例，大學畢業生即有年薪兩百萬薪資，培訓完更可能達到三至五百萬，與北部同等工作薪資無異，加上台南的生活機能佳、消費相對北部平價，都是吸引人才「南漂」的關鍵。

• 28:25  「雙引擎」發展下硬體設施夠嗎？

目前，台南「雙引擎」穩定推動，人才大量湧入，城市的硬體發展與空間規劃，能否隨產業變化而跟進也頗為重要。陳凱凌局長舉例，目前台南的水電供應十分穩定，供電部分更積極發展「太陽能發電」， 備案容量更已達 2.24 GW，在六都中的首屈一指。

科技部更預計在沙崙科學城設置資安中心，並增設第二條南到北的光纖網路，另也有海底電纜預計將於安平港上岸，皆是促進發展的網路資源。陳凱凌也指出，科學城三井Outlet、台南會展中心都將於明年陸續開幕，讓台南的商業、休閒機能更為完善。

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永續綠能發展，台灣難以忽視的挑戰——專訪清大科法所副教授高銘志

• 33:01 科學城「造鎮ING」

陳凱凌局長表示，沙崙科學城的研發機能漸趨成熟，日後也希望引入更多生活、商業、生態、醫療的軟硬體設施，讓沙崙科學城的「造鎮」發展更為完整，一步步實現「未來城市」的藍圖。科學城內的中研院南部院區、國家高速網路與計算中心臺南分部，也各自持續在農業生技、量子科學、人工智慧等領域穩定發展。他也提及，台南是文化古都，現在更是科技新城，伴隨新一批研發人才「南漂」，必能讓這座新舊合一的城市更具魅力。