【Gene思書齋】豬玀紀，失落的世界（二）：那裡的恐龍科學嗎？

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

F 編按：本文編譯自 Live Science

貓是一種神秘而又引人注目的動物，牠們看似深居簡出，但擁有多元的聲音表達：從吸引人類注意的「喵喵叫」，到面對威脅時的「嘶嘶聲」與低沉的「咆哮」。

延伸閱讀：貓咪為什麼總愛對人喵喵叫？看貓如何用聲音征服人類的心

然而，細心的貓奴們可能會注意到，貓有時會對著窗外的鳥兒或屋內小動物玩具，發出一種獨特的「卡卡聲」或「咯咯聲」。這種聲音既像牙齒打顫，又好似一陣陣輕微的顫鳴，卻很難歸類到常見的喵叫或咆哮裡。這種名為「chatter」的行為，究竟在貓的生活中扮演什麼角色？目前科學界尚未對此有定論，但有幾種廣為討論的假說，或許能為我們提供一些思考方向。

卡卡叫：情緒的釋放或表達？

有些貓行為專家推測，貓咪在看到獵物（如窗外的鳥、老鼠）卻無法接近時，會因「欲捕無法」的挫折感或興奮感，發出這種「卡卡聲」。就像人類遇到障礙時，可能會發出抱怨的咕噥聲或乾著急的嘆息聲一樣，貓咪的「喀喀聲」也可能只是把當下的情緒外顯，並非有特別針對人或其他動物的溝通目的。

• 情緒假說：
  • 挫折：當貓看見鳥兒在窗外飛舞卻無法撲殺，內心焦躁，遂用聲音抒發。
  • 興奮：或許貓在準備捕獵時也感到高度亢奮，因此嘴部不自覺抖動並出聲。

要在科學上驗證「情緒假說」並不容易，因為需要同時測量貓咪行為和生理指標。例如，研究人員可能需要測量貓咪在卡卡叫時的壓力荷爾蒙變化，才能確認牠們究竟是帶著正面興奮，或是負面挫折的情緒。不過，由於貓的獨立特質，實驗設計往往困難重重，樣本量要足夠也不容易，所以至今沒有定論。

增強嗅覺？貓咪的「第二鼻子」

另一種說法則認為，貓咪發出「卡卡聲」時，可能同時開啟了其位於口腔上顎的「犁鼻器」（vomeronasal organ），也稱作「賈氏器官（Jacobson’s organ）」。這個感知器官能捕捉一般鼻腔聞不到的化學分子，如費洛蒙或特定氣味分子，因此對貓的求偶、社交和獵捕行為都非常重要。

• 嗅覺假說：
  • 張口呼吸：如果貓咪一邊「咯咯咯」地開合上下顎，可能在嘗試讓空氣（及其中所含的氣味分子）進入犁鼻器。
  • 蒐集更多環境資訊：在確定下手前，更完整的嗅覺分析或能提高牠們獵捕成功率，或是幫助判斷環境中是否有其他潛在威脅或機會。

然而，要科學驗證「增強嗅覺假說」同樣不簡單。研究人員不僅要觀察貓咪在卡卡叫時的行為，也需要測量牠們是否真的打開了更大的氣道，並在那個同時有效使用犁鼻器。這些行為與生理測量都必須在相對可控卻又不影響貓自由行動的實驗環境中進行，實務上難度頗高。

聲音模仿：貓咪的「偽鳥叫」？

第三種最有趣也最具「野性色彩」的假說，是「模仿獵物聲音」。在野外，一些中南美洲的小型貓科動物（例如：長尾虎貓，又稱美洲豹貓或瑪家貓，Margay）曾被觀察到，在捕獵小猴群時，發出類似猴子叫聲的音調；有些當地原住民族群也傳說，叢林裡的某些捕食者會模仿目標獵物的聲音來誘捕。由此推測，家貓看到鳥兒時發出的「卡卡聲」，可能包含些微模仿鳥兒啁啾的元素，試圖降低獵物警戒或甚至吸引獵物靠近。

• 模仿假說：
  • 案例參考：野生貓科動物曾出現學習或偽裝聲音的紀錄。
  • 家貓可能繼承的行為：家貓的祖先——北非野貓（African wildcat）及其他小型貓科物種，是否具備聲音模仿能力？這在生物演化研究上仍是未解之謎。
  • 缺乏大規模觀察：由於小型野生貓科動物研究資料有限，且家貓實驗更不易做大樣本長期追蹤，最終導致此理論尚未獲得廣泛實證。

貓咪行為研究的挑戰：野性祖先的重要性

探討貓咪行為，常常需要回溯至野生祖先的棲地環境。家貓（Felis catus）普遍被認為源自北非野貓（Felis lybica），然而，野貓習性的研究本就不多，尤其是關於聲音與捕獵策略更是資料有限。我們想知道「為什麼家貓會卡卡叫」，首先要確定：「牠們的野性祖先或其他小型貓科，也有同樣的行為嗎？」若有，家貓則可能繼承自古老基因；若無，則可能是家貓在與人類共處的環境中演化出的新行為。

再者，貓在實驗室中的「不可控」因素相當多。貓不像狗般樂於服從人類指令，常有自己的規律與個性。要在實驗情境下穩定地誘發貓的「卡卡叫」行為、同時檢測牠們的生理和心理反應，並確保每隻貓的個體差異都被考慮到，這些都對研究團隊是極大考驗。

對於許多貓奴來說，貓咪坐在窗邊，一邊盯著外頭的鳥兒或松鼠，一邊發出獨特的「卡卡聲」，是一幕既可愛又神祕的風景。究竟牠們是在抒發情緒、強化嗅覺、抑或真的在「假扮鳥叫」以誘捕獵物？目前沒有確切的答案。然而，也正因為這層未知，貓貓才更顯得迷人。

本文轉載自顯微觀點

透過質疑，引起反思

昏暗的實驗室裡，紅色的 LED 綻放光芒，電線連向一旁玻璃杯內的電極。5個盛裝深色液體的玻璃杯由電線與電極串聯，累積電壓，向 LED 供應電流，如同小學自然課以果汁發電的實驗配置。

日光燈亮起，玻璃杯內的液體呈現比 LED 更加深沉的暗紅色，桌後身穿實驗衣的藝術家／科學家曹存慧開口介紹，「人類血液中具有電解質，因此可以和鋅片與銅片組成的電極發生氧化還原反應，產生電流使二極體發光。」此時，她的手背上還貼著止血棉。

這是曹存慧與葛昌惠合力創作的生物藝術裝置《血電廠》。藝術家現場抽取自己和參與者的血液，透過簡單的氧化還原發電原理，在黑暗中得到光線。讓參與者親身體驗犧牲身體部位、承受健康風險以獲得能源的情境。

抽血發電很容易引起對衛生與比例原則的質疑，但是社會日常仰賴的發電模式如燃煤、核分裂等，不是明顯損及環境或居民健康，就是藏有重大風險。《血電廠》抽血發電引起的憂慮與質疑，凸顯了現代社會為了滿足電能需求，選擇持續承擔的代價與風險。

透過藝術為科學除魅

《血電廠》並非曹存慧唯一具有爭議性的創作，甚至不是參與者反對與質疑最激烈的。她與「遠房親戚實驗室」夥伴的作品《有我在^TM》在國立台灣美術館現場帶領工作坊參與者進行自體基因轉殖，透過基因工程技術，將人類基因片段插入大腸桿菌染色體中。

這項讓參與者感到「轉殖自身基因的大腸桿菌與自己十分相似」（實際上僅有極小片段相同，不同參與者彼此間的基因相似性還比較高），足以讓人反思何謂「自我」以及物種間親近性的實驗，因為扮演「有我在生物科技股份有限公司」在虛擬的商業情境中進行實驗，事後被民眾檢舉未依法登記而執行業務。

藝術家們為了法律訴訟而傷神耗時，同時也凸顯基因工程技術對民眾來說，是需要被政府嚴格管理的行為。

面對民眾的緊張，曹存慧說，「台灣人對基因工程態度其實相對輕鬆，在意的是健康與環保。不像歐美社會，有觸犯神權的那種禁忌感。」如果是在荷蘭，這種行動藝術場地外一定會集結抗議團體，主辦方也會開記者會說明。

曹存慧回憶《有我在^TM》現場說，「我帶參與者們做 heat shock（熱休克，使質體進入大腸桿菌細胞膜的方法）, 他們紛紛驚訝說『怎麼這樣就結束了？』。我希望可以讓一般民眾發現『基改並非一件深不可測的事情』」。這是她為生物藝術賦予的價值之一。

對於生物藝術的定義，曹存慧反思地說，「每一天我對生物藝術的定義都有一點變動。現在我採取的定義是『內容與生物學有關的』創作，比較符合大眾對這個特定領域的想像。」

她認為，單純討論生命與死亡，或媒材中採用生物材料，其實都是傳統藝術包含的作法。但是以生物學知識與討論為主題的創作，最接近生物藝術（Bioart）這個 1997 年由 Eduardo Kac 發明的創作領域。

懷抱著創作願望的生物學博士

曹存慧從大學開始攻讀生物科技領域，專長分子生物學和生物資訊，於昆士蘭理工大學獲得博士學位後回到台灣，進入中研院從事博士後研究。聽起來是相當典型的生科系職涯發展，接下來就是進入學院擔任助理教授或技術人員、實驗室經理。

但是在扎實的學術訓練歷程，曹存慧始終懷著對藝術的喜愛與好奇，她說，「我對藝術的興趣明確存在，但是方向模糊。只是從小喜歡畫畫、會當學藝股長，沒有受過科班訓練。高中參加的還是生研社，不是美術社。」

曹存慧與生物藝術的接觸，是在昆士蘭讀博士班時，那時她正在疑惑「自己的生物科技專業，能不能結合藝術創作」。她回憶說，「千禧年過後，一個無聊的晚上，我上網 google “Bio + Art” 沒想到真的有這種藝術領域！」她投入創作的願望，在新世紀展開時逐漸活化。

2009 年，曹存慧畢業歸國，參與了她的生物藝術展覽初體驗，也是臺灣第一場聚焦生物科技與醫學的創作展《急凍醫世代》。不僅是她第一次親眼看見生物藝術裝置，同時也得到參加研討會、工作坊的機會，可以聽到藝術家剖析自己的創作脈絡。

觀察了他人的作品，曹存慧開始想要親手創作，但是既缺少經驗，也不了解何謂藝術創作。同時，她的職業仍然是中研院分子生物學博士後研究員，她一面忙碌於實驗室工作，一面在陌生的創作領域摸索，讀藝術理論、了解當代藝術作品、與藝術家對談。

曹存慧回憶那段時光說，「探索新領域很有趣，但是也很掙扎，因為時間實在不夠用。」她維持白天做實驗，夜晚學習藝術的跨領域生活到 2011 年，帶著教學相長的期待，與其他藝術家合作向文山社區大學提案，開一門生物藝術課程。

一波三折的跨領域之路

文山社區大學對生物藝術課程的熱烈歡迎出乎她們意料，連臺北市其他區域的社區大學，也紛紛邀請她們開課。曹存慧笑說，「當時我們很開心地答應了，還擔心自己會忙不過來。結果報名截止那天，整個臺北市只有一個人報名，而且那個人還是我的朋友！」

原來，「生物藝術」這個名詞當時在臺灣社會鮮少被公開討論，社區居民分不清楚究竟是生物課還是藝術課，自然不會報名。曹存慧教學相長的課程，只能暫且擱置。

曹存慧並未因此而放棄，為了投入更多時間嘗試創作，她在 2016 年申請荷蘭的生物藝術研究單位職缺，準備離開原本的工作，卻因為簽證問題而無法成行。

看似又一個深入生物藝術領域的阻礙，曹存慧卻視為重要的轉捩點。在輾轉詢問、求助的過程中，她結識更多生物藝術圈的同儕，也被拉進臺灣生物藝術社群，得到充沛的交流。她說，「那時我開始更清楚自己能做甚麼，也開始有策展人特地邀請我參展。」

曹存慧的第一個正式展出作品，是 2014 年於臺北市中山創意基地 URS21 的《愛@窒息》，在密閉小容器中裝入植物和日常物品的零件（如玩偶或是芭比娃娃的肢體）。展覽期間植物逐漸生長，人造物品被慢慢吞沒，只留下輕微輪廓。

曹存慧在展期發現，室內展場光線不如室外明亮，作品中的植物不一定會如預期般生長。生物藝術猶如生物學實驗，比起使用無生命材料的同行，更加需要注意生物學性質。

她笑說，「我從那時開始體會，生物藝術家會遇到很多不可思議的環境因素，是其他領域創作者無法想像的。」

最誇張的經歷是，「大量的果蠅飛進展場，吃掉我的作品！密封的作品無法隔絕果蠅的嗅覺和食慾，展間裡、作品上都是果蠅。策展人、館方都氣急敗壞。」

一路挑戰創作框架與材料的限制，曹存慧獨具風格的創作逐漸被更多策展人認同，也登上國家美術館的展廳，讓她得到更多信心與創作欲。2018 年她辭去博士後研究員的工作全心投入創作，隔年卻回到了學術機構，這次領域不同以往——清大藝術學院聘任她為助理教授，並主持生物藝術實驗室。

現正創作：族群與語言的演變（螞蟻版）

擔任教職的曹存慧持續活躍的個人創作，她最近的作品是浪漫臺三線藝術季的邀約作品：名稱未定，以客家話和客家族群的流動變化為核心概念。

曹存慧說明，「現在臺灣人使用的客家話，發音和用詞與中國南方的客家話已頗有不同，臺灣不同客家族群間也有少許差異，但社會共識依然認同是應該被保存的『傳統文化』。」

而客家族群血緣方面，曹存慧提起馬偕醫學院教授林媽利引發激烈討論的分子人類學研究，該研究指出臺灣客家人的染色體單倍群比較接近中國南方人，不同於客家族群傳統故事中，客家人來自華北、華中的漢民族大遷徙敘事。

圍繞這個引起民族認同爭端的科學研究，曹存慧展開新的創作想像，「客家人從北方逐漸南遷的過程中，或許不斷有人加入、也有人在中途落地生根。到達南方、臺灣時，群體中的成員、家族組成與出發時早已不同，因此這個族群的基因庫也已經演進，如同語言的變化。」

曹存慧透漏，她計畫設計一個大型螞蟻飼養箱，其中糖漬洛神花排列成漢語拼音的客家話辭彙，涵蓋客家話各分支的用字、腔調差異。其中同時放置泥土、樹枝和水，讓螞蟻得以築巢、生活。

螞蟻覓食過程中，糖漬洛神花會被螞蟻集體搬動，拼音逐漸出現變化，仿擬語言在集體活動過程被重新建構。曹存慧說，「族群和文化特徵在演變過程會消失一部分，同時也會建構新的成分。演變是自然的，或許不是那麼需要抗拒的事情。」

至於醃漬洛神花，是因為現在洛神花是當前桃園客家文化景點的熱銷名產，被形塑為客家特色農作物之一。但洛神花並非當地傳統的作物，大概 2008 年前後才開始流行，其實是相當新的地區特色。

曹存慧以此說明，「客家族群的自我認同強烈，但文化演變本來就會一直加入新的元素，得到新的特徵未必是一件壞事。我想趁機探討『傳統』在文化演變過程中不斷建構並保存下來，是動態而非固著的概念。」

對於發想過程，她自我剖析道，「創作時我沒有很明確的政治性、社會性目的。但我想生活在這個社會環境，人本來就會注意社會議題並產生反應，也就是我每天看到和思考的內容。我想進行的創作，是和當下社議題密切相關的。」

年輕、階級扁平的教室與創作領域

在曹存慧的課堂上，每個人都以自取的綽號相稱，曹存慧在學生口中的稱呼是「跳跳」。

她解釋說，因為生物藝術是個很年輕的領域，輩分與階級都很扁平，「我和學生年紀不同，在教室裡的權力也不同。雖然一開始我是思考與創作的帶領者，但是希望可以讓學生感到互動框架是平等、可鬆動的。這樣在討論何謂生物藝術、評論作品時，可以自由地發展與表達想法。」

曹存慧認為，這樣的課堂情境類比了生物藝術圈的現狀，沒有太明確的權威與硬性框架，生物藝術的形式、目的與價值都還在共同創造及實踐中。