壞念頭─《停不下來的人》

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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16 歲的女兒罹患非何杰金氏淋巴癌（non-Hodgkin’s lymphoma），^[1]異常的淋巴細胞循環全身，不曉得會往哪裡擴散腫瘤。^[2]身為母親的她，愛莫能助，憂心難眠。眼看女兒接受化療，髮絲一縷一縷地落在床單上；一股想「吃掉頭髮」的衝動，竟在心底萌生。^[1]

吃頭髮

她不假思索地拾起 4、5 根女兒的頭髮，揉成球，往嘴塞，慢慢咀嚼。髮絲觸碰舌頭的感覺，彷彿使焦慮溶解，便能整團往肚裡吞。食髓知味，她將女兒整週的落髮，小心裝進塑膠袋。接著的 2 個月，只要情緒超載，她便取些存貨來品味。^[1]

該母親今年 36 歲，來自中美洲，操西班牙語，和伴侶還有 2 個女兒同住美國。雖然教育程度低落，靠幹粗活維持生計，但這無礙她於網路上吸收資訊。好奇自己新養成的習慣是否正常，她上網搜尋，得到以下結果：據說食髮的人，到後來或許會吃土、喝漆…。預言驚悚，真偽不明，重點是該如何抗拒頭髮的魅力？^[1]

天人交戰之際，她向家庭醫師求助；後者覺得這大概與營養不良有關。畢竟女兒確診癌症後，她胃口盡失，體重嚴重下滑。遵循專業建議，她馬上調整飲食，並停吃女兒的頭髮。隔月，電腦斷層掃描奇蹟似地，顯示女兒的腫瘤縮小。她 3 個月來的奇怪慾望，亦自此煙消雲散。^[1]

毛糞石

不闇英語，跑急診極是麻煩，所幸有傳譯服務。她說，已經腹痛、噁心、嘔吐和便秘數週。醫師透過剖腹探查手術（exploratory laparotomy），找到一球填飽胃部的毛糞石（trichobezoar），尾端還延伸到十二指腸。移除完實體的「毛」病，她馬上被轉診精神科。^[1]畢竟這類滿腹異物的案例，與精神問題脫不了關係。（噁心，請慎入！非當事人的剖腹探查手術以及毛糞石照片。（CC BY 4.0））^[3]

適應障礙

精神醫師聆聽這名母親闡述她的故事，並考慮了數種可能的診斷，例如：

• 異食癖（pica）：吃毫無營養價值的物質，像是土、紙、木炭、粉筆、衣物和爽身粉等，時間超過一個月，^[4]常發生在兒童與孕婦身上。^[1]
• 強迫症（obsessive-compulsive disorder，簡稱 OCD）：為了舒緩揮之不去，又惱人焦心的感受，發展出強迫性的儀式。^[5]某個程度上，她的確與此描述雷同。然而，對女兒病情的擔憂，並無過慮，而且怪異的行為，僅限那段特定的日子。^[1]
• 重度憂鬱症（major depressive disorder）：情緒長期低迷，缺乏動力和興致，食慾改變，睡眠絮亂，心理性動作遲緩，無法集中注意力，感到罪惡或一文不值，也許想自殺。^[6]該名母親雖然心情不好，有其中幾項症狀，卻也還沒慘到全盤符合定義。^[1]
• 拔毛癖（trichotillomania）與食髮癖（trichophagia）：一般是指拔除或食用自己的頭髮；而不是別人的。^[1]

最後，考量這名母親的調適問題，在外來壓力解除後就消失，醫師認為應該歸屬「適應障礙（adjustment disorder）伴隨混合性情緒與行為失調」。精神科安排她去心理治療，並開了抗憂鬱劑米氮平（mirtazapine），進一步改善其焦慮、睡眠和胃口。後來回診追蹤的情形良好，未再復發。^[1]

創造病名

至於吃頭髮的部份，以往的文獻中，出現過食用自己的、自己和別人的，或是人工接髮的案例。總之，就是和這名母親的行徑不完全相同。把此個案報告投稿至期刊的作者群，於是為她創了個新字──「allotrichophagia」，即希臘文「食用別人毛髮」的意思。^[1]

參考資料

1. Huremović D, Nagalla ML, Khan S. (2022) ‘Allotrichophagia: A Unique Case of Parental Adjustment to Filial Pediatric Malignancy’. Case Reports in Psychiatry, 5949321.
2. ‘Non-Hodgkin’s lymphoma’. (26 OCT 2022) Mayo Clinic.
3. Pipal D K, Verma V, Murlidhar M, et al. (2022) ‘Gastric Perforation With Peritonitis Secondary to a Trichobezoar: A Literature Review and Report of a Rare Presentation’. Cureus, 14(4): e24359.
4. Al Nasser Y, Muco E, Alsaad AJ. (27 JUN 2022) ‘Pica’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
5. Brock H, Hany M. (15 AUG 2022) ‘Obsessive-Compulsive Disorder’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
6. Bains N, Abdijadid S. (01 JUN 2022) ‘Major Depressive Disorder’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.

要理解焦慮，可以把它想成一個量表，一端是臨床疾患，而日常的焦慮則占了量表上絕大多數的部分。本書談的是日常的焦慮，但值得一提的是，被診斷患有臨床焦慮症的人數非常驚人。

目前美國有二八％的人，一生中曾被診斷患有某種類型的焦慮症，也就是超過九千萬人。心理學家和精神科醫師，按照症狀的發展和顯現，將焦慮症分為六種類別。

廣泛性焦慮症
（Generalized Anxiety Disorder，GAD）

這是最常見的症狀，指被日常生活中的各種憂慮淹沒，包括家庭和人際關係、健康、工作或事業，以及金錢。患有廣泛性焦慮症的人無法停止擔心，而且通常會無法看清威脅的真相。

根據美國焦慮與憂鬱協會（Anxiety and Depression Association of America，ADAA） 的說明， 廣泛性焦慮症的症狀包括：

• 持續感到擔心或覺得即將發生危險
• 呼吸急促
• 睡不著
• 難以專心或維持注意力
• 腸胃持續感到不適

社交焦慮症
（Social Anxiety Disorder，SAD）

通常被稱為社交恐懼症。患者對社交場合感到恐懼，擔心別人怎麼看自己，以及他們是否屬於某個社交團體或被接納。極端的社交焦慮症可能觸發恐慌（請參閱下頁有關恐慌症［panic disorder］的說明）。

根據美國焦慮與憂鬱協會的說明，許多有社交焦慮症的患者，身體會出現很明顯的症狀，包括：

• 心跳快速
• 噁心想吐
• 流汗

有些極端焦慮的人會發展出恐慌症，特色是忽然感到強烈的警覺或恐懼。

根據美國焦慮與憂鬱協會的說明，恐慌症通常伴隨以下情形：

• 流汗
• 顫抖或發抖
• 呼吸急促感或窒息感
• 胸痛或不舒服
• 噁心想吐或腹部不適
• 暈眩、不自在、頭昏眼花或昏厥
• 感覺冷或熱
• 感覺異常（麻痺或刺癢感）
• 失真感（derealization，感覺不真實）或是自我感消失（depersonalization，感覺脫離自己的身體）

強迫症
（Obsessive Compulsive Disorder，OCD）

這類焦慮症呈現的是強迫性行為，或是反覆的思維模式。一開始某些行為可能是用來減輕焦慮的應對策略，但後來行為本身卻變成了問題，反而使焦慮惡化而不是減輕。

根據美國焦慮與憂鬱協會的說明，強迫症的患者可能過於憂心汙染、執著於乾淨，而且需要把物品對稱擺放。常見的強迫症包括檢查、清潔／清洗和排列物品。

創傷後壓力症候群
（Posttraumatic Stress Disorder，PTSD）

是「經歷或見識過天災、重大事故、恐攻事件、親愛的人忽然死亡、戰爭、暴力人身攻擊，例如性侵，或是其他威脅生命的事件」的人，其常有的心理健康狀態。

根據美國焦慮與憂鬱協會的說明，美國有八百萬人（約占人口的七％至八％）有創傷後壓力症候群。這種疾患有三種主要症狀：

• 透過侵入性的痛苦回憶事件、瞬間恐怖經驗再現（flashback）和惡夢，反覆經歷創傷
• 情緒麻痺和避開會回想起創傷的地方、人和活動
• 警醒度增加（increased arousal）， 例如難以入睡、無法專注、感覺焦躁、暴躁和易怒

除了上述的情況，有些焦慮疾患呈現為特定的恐懼症，這種情況下的焦慮是與痛苦的事有關，或是非理性的恐懼。常見的恐懼症有恐懼飛行、恐懼昆蟲、恐懼封閉的空間，例如電梯，恐懼橋梁或懼高。恐懼症是非常強烈的恐懼，人們會想方設法避開恐懼的來源，因此每天會避免做某些事。

一定要記住， 這些類型的疾患都有程度的分別，並且視壓力的量和類型而定，焦慮與恐懼的強度和持續的期間也會不同。許多嚴重的臨床疾患可以用精神藥物（psychopharmacological medicine）來控制，藥物可以抑制或轉移神經系統，並減輕焦慮。

你的焦慮屬於哪一種？

美國焦慮與憂鬱協會開發了一張表（見下頁表格），幫助我們區分日常焦慮和臨床焦慮（焦慮症）疾患。

看看這些特徵，其中許多日常焦慮的跡象看來很熟悉，而且可能不嚴重。臨床疾患比較嚴重且具有破壞性。要記住的是，焦慮基本的生理學大致上是一樣的；差別在於表現的方式不同。焦慮是可以改變、可調整的，就像我們大腦的其他特色一樣。

好消息是，我們有能力可以控制日常的焦慮；確實，我們古老的神經生理是可以更新的。我們可以有意識地使用和運用神經可塑性（neuroplasticity）的原則，並學習如何更有效率地管理環境中的壓力源，才不會被焦慮所控制，而是由我們來控制焦慮。

——本文摘自《改造焦慮大腦：善用腦科學避開焦慮迴路，提升專注力、生產力及創意力》，2022 年 12 月，聯經出版公司，未經同意請勿轉載。