纏繞畫可以舒壓？

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

四年前，印度女子經人引介，與師父僅一面之緣。 ^[1]

該師父傳授超覺冥想（transcendental meditation），其與靜觀冥想（mindfulness meditation）並列靜坐兩大門派。前者聆聽反覆唱頌的梵咒（mantra），輕易獲得心靈平靜；後者專注於體驗當下的每一刻，以提升官能、情緒、行為、自我調節，以及目標立定的意識。^[2]師父建議女子每日做兩次超覺冥想，一次 20 分鐘。^[1]

女子自述的修練始末

超覺冥想令女子放鬆，彷彿靈肉分離，內心充滿法喜。她遂擅自延長，逐漸達到每天 14 至 18 小時。其餘時間，仰賴電視及網路影片鑽研心法。成日與外界隔絕，獨自於房裡靜坐，女子感應到他人不可得之「天音」。那是師父，她確信，便呢喃回應。師父命她由冥想啟動脈輪，練就絕世神功。睡眠銳減，飲食節度，不修邊幅。終於，她能穿梭時空，往返自如；長出第三隻眼，預見眾生未來；並得以異語和外星人溝通。他們之中有些具人形外觀，跟蹤女子數年，還試圖綁架她。然而，她足不出戶，主要是擔心功力遭人竊取。遠離紅塵，社交封閉，師父是她唯一的知己。他們兩縷靈魂於宇宙間交媾，使女子不再眷戀世俗的婚姻。^[1]

是的，她原本也不過一介平凡婦女。25 歲和公務員結縭，育有 2 名子嗣，曾任小學教師直到 36 歲。那年女子拜見師父，從此居家修行，拋下事業與家務。如今 40 歲的她，不與丈夫同寢，並要求離婚。家人勸她停止冥想，就遭拳腳相向。最後，女子硬是被拖去醫院。^[1]

醫師分析精神狀態

印度安德拉邦的 Indlas VIMHANS 醫院裡，精神醫師聆聽女子以上的自述，並在互動之間，觀察精神狀態檢查（mental status examination，縮寫 MSE）的幾個項目：外表（appearance）看起來衛生欠佳，營養不良；後來驗血結果，也證實其血紅素偏低。自言自語的行為（behaviour），顯示知覺（perception）異常，想必是幻聽到師父說話，並與之交談。至於問診時，女子的語無倫次，以及誇大奇幻，甚至被害妄想的故事內容，都源自緒亂且脫離現實的思考（thought）。她就這麼言其所信，毫無判斷力（judgement）與病識感（insight）。^{[1, 3][註]}

思覺失調症

完成 MSE，醫師又為女子進行幾項檢測，最後認定她得了思覺失調症（schizophrenia）。此疾患的症狀，大致可分為三類：

1. 正性症狀，又稱精神病症狀（positive or psychotic symptoms）：思考、行為和知覺上的改變，例如：幻覺、妄想，以及思考或動作障礙等，造成病患對現實世界的理解與他人迥異。^[4-6]
2. 負性症狀（negative symptoms）：失去動力、減少社交、表情侷限，還有聲調平淡等。^[4-6]
3. 認知症狀（cognitive symptoms）：難以專注、記憶、做決定，或是處理接收到的資訊。^{[4, 5]}

思覺失調症開始浮現的年紀，通常約在 16 至 30 歲之間，鮮少於 45 歲後發病。^[5]特殊的基因與家族病史、高壓的生活環境，以及異常的腦部發展等，都可能提高罹患思覺失調症的機率。^{[4, 5]}以此個案的印度女子為例，她 36 歲前沒有徵兆，40 歲被診斷出來；而其母親與舅舅均有精神疾病，並曾接受治療。^[1]

治療思覺失調症

醫師給這名入院的女子，開了口服抗精神病藥物奧氮平（olanzapine）、抗焦慮劑蘿拉西泮（lorazepam）與鐵劑。嚴重缺乏病識感的她，拒絕藥品和食物。直到經歷 6 次改良型電痙攣治療（modified electroconvulsive therapy，縮寫 M-ECT），才開始服藥並進食。住院 20 天後，女子帶著奧氮平藥錠返家，但家人懷疑她是否會定時用藥。於是，醫師就把每日口服的短效藥物，改為每月施打的同成份長效肌肉注射。^[1]此為精神科的常見作法，目的是避免病患因為忘記吃藥，而導致病況惡化。^[7]

超覺冥想的利弊

2022 年初，《心理學前沿》（Frontiers in Psychology）期刊介紹了一個針對英國和愛爾蘭小學的超覺冥想計劃，叫做「寧靜時光」（Quiet Time）。學生由受過訓練的老師帶領，每天到校後與放學前，各練習一次，每次 10 至 15 分鐘。他們的學業雖未因此突飛猛進；但在情緒和記憶方面多少受惠。重點是徹頭徹尾，無人發瘋。^[2]「冥想是把雙面刃。」報導印度女子病例的《精神個案報告》（Case Reports in Psychiatry）期刊，在結論中強調。尤其是精神病的高風險群，格外容易走火入魔。唯有跟隨適切的指引，才能安全地藉冥想促進身心健康。 ^[1]

備註

精神狀態檢查其實還包含情緒（mood）、表情（affect）、認知（cognition），以及言語（speech）的速度、音量和語調等項目，^[3]但本文參考的個案報告沒有提供完整資訊。

參考資料

1. Goud SS. (2022) ‘Meditation: A Double-Edged Sword—A Case Report of Psychosis Associated with Excessive Unguided Meditation’. Case Reports in Psychiatry, 2661824.
2. Conti G, Doyle O, Fearon P, et al. (2022) ‘A Demonstration Study of the Quiet Time Transcendental Meditation Program’. Frontiers in Psychology, 12: 765158.
3. ‘Mental state examination‘. (NOV 2018) The Royal Children’s Hospital Melbourne.
4. ‘Schizophrenia’. (MAY 2022) U.S. National Institute of Mental Health.
5. ‘Schizophrenia’. (13 APR 2016) MedlinePlus.
6. Hany M, Rehman B, Azhar Y, et al. ‘Schizophrenia’. (15 AUG 2022) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
7. ‘Antipsychotic medications’. (OCT 2021) Healthdirect Australia.

• 文／蔡振家｜臺大音樂學研究所副教授，著有《另類閱聽：表演藝術中的大腦疾病與音聲異常》、《音樂認知心理學》等。

聆聽某些音樂時，你曾體驗過一種喪失自我感受，無法妥善控制思想或行為的狀況嗎？這種感受被心理學家稱為「出神」。今年一群加拿大認知神經科學家們發現，當音樂導致出神狀態時，身體感覺的改變可能跟右腦角回的活化有關。而過往文獻也指出，這個腦區若是功能異常，可能導致人們產生「出體經驗」，覺得自己的靈魂與身體相互分離。

• 你是否曾經忘卻自我的存在？你是否嚮往天人合一、超現實的感官體驗？

有些人能夠進入特殊的意識狀態，暫時喪失了平時的「自我感受」，甚至無法妥善控制自己的思想或行為，這就是心理學家所說的出神（trance，也譯為昏迷）。有些出神狀態純屬精神病理現象，此處暫不討論；本文特別聚焦於某些宗教文化中提及的出神，它跟冥想、催眠有關。人類學家研究了全球近 500 個社會，發現其中大約有一半具有起乩或附身出神（possession trance）的傳統，且其他形式的出神狀態也時有所聞——放眼全世界，通靈少女其實一點也不孤單。

• 為什麼我們能進入「出神」狀態？

從演化的觀點來看，人類之所以能進入這種特殊的意識狀態，有部分原因可能與遠古時代社群之間的戰爭有關。在某些文化中，群眾在戰鬥之前會一起跳勇士舞，並且齊聲吶喊，這些行為可以讓他們共同進入戰鬥出神（battle trance）的狀態。在這種意識狀態下，人們會喪失自我、不假思索地服從領袖，做出平常不敢做的破壞與殺戮舉動，而且也不太會感到恐懼與疼痛。可見這些「犧牲小我」的信念與行為，在人類遠祖的戰鬥行為中，應該是受到鼓勵的。

另外，有些出神狀態則比較平靜、神祕，在朦朧恍惚之中，喪失個人的存在感，彷彿進入了宗教或神話裡的奇幻世界。無論是催眠、冥想、誦經、跳舞，都有可能導致這類的出神狀態，而在許多古老的文化中，常以鼓聲或木魚聲引導人們出神。研究指出，每分鐘約 240 次的單調聲響，較容易讓聽者改變意識狀態，沉浸於無邊無際的時間之流，體驗到種種宗教境界與性靈感悟。

以科學的腦造影，研究玄祕的出神

• 如此神祕的意識狀態，我們可以用科學方法研究嗎？

2015 年，認知神經科學家發表了一項研究，他們在實驗中以單調的鼓聲讓參與者進入出神狀態，同時以功能性磁振造影（functional magnetic resonance imaging, fMRI）測量他們各個腦區的活化情形。結果發現，在參與者出神之際，產生內在思維的腦區與負責控制的腦區之間，產生了更緊密的互動，這可能是因為後者提升了前者的主導地位，讓人們能更專注於內在世界，同時忽略外界的單調聲響。

該實驗也發現出神狀態的另一個腦部活化特徵：負責聽覺的低階腦區，彼此缺乏互動，好似對單調的聲響「聽而不聞」。這項研究顯示，當人們聽到具有高度可預測性的聲響時，各個神經網路之間的互動會產生改變，其中負責控制的腦區，一方面把注意力移開感官環境，不再處理外界傳入的訊息；另一方面，則放大了對於自我內在世界的注意力。在一些宗教文化中，以單調的鼓聲或木魚聲輔助冥想，可以讓人啟動一趟精神旅程，藉由產生內在思維的腦區編織想像，對於人生產生新的洞察。

音樂導致出神狀態時，身體感覺也會有所改變？

有關於音樂導致的出神狀態，以上的解釋難道是唯一答案嗎？今（2021）年，加拿大認知神經科學家從另一個角度研究出神，得到了非常有趣的結果，以下略作介紹。

在某些古老的音樂文化中，伴隨著音樂與舞蹈的儀式，有些人可以大幅改變身體感受，甚至覺得被祖靈附身。這種活動的特點之一，是讓自己跟他人做出類似的舞蹈動作，從而消弭了自我與群體間的差異，達到「去個人化」（deindividuation）的效果。早在幾千年前，非洲部落中的一些祭司，就經常以音樂及舞蹈呼喚他們的祖先，讓祖靈進入自己的身體。

一位具有 20 年南非歌舞祭儀經驗的女性，參加了功能性磁振造影實驗，讓科學家掃描她的大腦。實驗採用分塊設計，也就是在一個時間範圍內進行一項任務，其中休息區塊長 30 秒，聽音樂想像舞蹈的區塊長 60 秒，兩種區塊交替 5 次。

在聽音樂想像舞蹈的任務中，這位受試者嘗試進入出神狀態，就像她平常所做的歌舞祭儀，只不過在掃描機器內無法真的做出舞蹈動作，只能憑空想像。掃描完成後，受試者立即對 5 個聽音樂想像舞蹈的區塊作評量，指出她剛剛進入出神狀態的程度，結果這位受試者將 5 個區塊中的最後 2 個區塊，評定為高度出神狀態。這個結果其實並不令人意外，畢竟在掃描機器內要習慣掃描時的噪音、還要習慣身體不能任意移動，需要一點時間去適應。

有趣的是，受試者在實驗之後表示，當她進入高度出神狀態的時候，一如往常產生種種感受，包括手指刺痛、噁心，以及看到奇特的光、聞到奇特氣味。她看到自己在未知地點的上空漂浮，也體驗到高度敏銳的身體感覺。她的眼瞼快速顫動，呼吸增加，心中充滿喜樂。此外，她也彷彿看到自己與其他祭司一同跳舞的景象。

而這位受試者的腦部活化型態，似乎與她以上描述的感受相互呼應。受試者在處於高度出神狀態時，伴隨著右腦頂葉一個稱為「角回」（angular gyrus，圖一）的腦區活化增加。而過去的文獻指出，這個腦區若是功能異常，可能導致出體經驗（out-of-body experience），覺得自己的靈魂與身體相互分離。此外，一些文獻也提到，在祈禱和冥想期間，若對於自我的存在有特殊感受，則右腦角回的活化亦會增加。而有些中風患者的右腦頂葉受損，則是會導致單側空間忽略（unilateral spatial neglect）的症狀，使他們無法察覺到單側的空間訊息，當這類患者聆聽自己喜愛的音樂時，單側忽略的症狀會有所緩解。腦造影結果顯示，悅耳音樂會導致右腦角回附近的功能產生變化，因此綜合以上各項研究可推斷，當音樂導致出神狀態時，身體感覺的改變可能跟右腦角回有關。

以現代科學，剖析音樂與大腦的關係

另一個有趣的發現，是關於出神狀態下聽覺與視覺訊息的處理。前面我們提到一篇 2015 年的論文，以單調的鼓聲誘發出神，結果發現大腦似乎對外界聲響聽而不聞。不過也有其他的出神狀態，並非完全沉浸於內在世界，而是必須持續注意音樂的律動，加拿大學者在今年研究的南非歌舞祭儀，就屬於後者。根據參與這項研究的受試者描述，她在高度出神之際，心中浮現一個鮮明的景象：自己正在跟其他祭司一同跳舞。她的腦造影結果也顯示，在高度出神之際，大腦聽覺皮質與視覺皮質的活化都變強，因此，她當時應該是專注地聆聽著音樂，並且想像群舞場景，而這也會活化相關的記憶與情感。

筆者在讀了這篇論文之後，不禁想到多年前課堂上的一段場景。當時我在臺北藝術大學的傳統藝術研究所兼課，有一天正好介紹到峇里島的甘美朗音樂（Gamelan），指出這種音樂可以讓人進入出神狀態。我播放了一段甘美朗音樂之後，班上一位來自道士家族的同學表示這種音樂實在太有效果，再聽下去就要當場進入出神狀態了！我看他說得鄭重，連忙停掉音樂。

在大型演唱會、原住民歌舞祭儀等場合，我們都可以觀察到音樂的深刻力量，它能讓人們暫時改變自我，進入奇妙的意識狀態。在許多人類文化中，這種魔法已經存在了數千年，而如今科學家們也正逐漸揭開它的面紗，在腦中追尋身心靈的美麗境界。

延伸閱讀

1. Rogerson, R.G., Barnstaple, R.E. and DeSouza, J.F., Neural Correlates of a Trance Process and Alternative States of Consciousness in a Traditional Healer, Brain Sci, Vol.11(4):497, 2021.
2. Hove, M.J. et al., Brain Network Reconfiguration and Perceptual Decoupling During an Absorptive State of Consciousness, Cereb Cortex, Vol.26(7):3116-24, 2016.

• 〈本文選自《科學月刊》2021 年 12 月號〉
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