「冷酷」馴鹿頭戰勝北極圈

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

我們現在已經非常了解，成人的大腦無時無刻在改變、學習，和適應環境所使用的生理／解剖學、細胞學和分子學機制。

但其實在不久前，精確來說是一九六○年代，當時普遍的看法認為成人的大腦無法改變，因為神經系統所有的成長和發展都是在童年時期，到了青少年時期只有一定程度的成長和發展，一旦進入成年期，腦部就不會再改變了。

實驗證實腦部會有所改變

不過，在一九六○年代初期，加州大學柏克萊分校（UC Berkeley）的神經科學先驅瑪麗安．戴蒙教授（Professor Marian Diamond）和同僚有不同的看法。他們相信成年哺乳類動物的大腦也可以有深刻的變化，只是需要找到辦法來證明。他們想出一個簡易的實驗來測試這個想法。

他們決定將一群成年的老鼠放在被我稱為鼠籠界的「迪士尼世界」中，裡面有很多的玩具且會定期更換，空間很寬敞，還有很多其他老鼠為伴，他們將這個稱之為「豐富的」環境。

他們將住在豐富環境中的老鼠，和幾隻住在空間較狹小、沒有玩具，而且只有一、兩隻夥伴的老鼠進行比較，而這個環境稱為「貧瘠的」環境。

他們讓成年老鼠生活在這兩個環境中幾個月，待這段時間結束後，他們再檢查老鼠的腦部結構，以查看是否有任何不同。

如果當時其他科學家的看法是對的，他們應該不會看到腦部有任何差異，因為成年哺乳類動物的大腦是不會改變的。但是，如果他們對於「成年動物的腦部有能力改變」的看法是正確的，那就可能會看到腦部的結構有所不同。

他們的發現改變了我們對腦部的理解：住在「迪士尼世界」籠子裡的老鼠，其大腦經測量後，發現許多部位的尺寸比較大，而且也更發達，包括視覺皮質（visual cortex）、運動皮質（motor cortex）以及其他感官皮質。這是首次有人證明「成年動物的腦部有能力改變」，我們稱之為「成年腦部的可塑性」。此外，戴蒙也證明了，環境中的「物體」和「品質」決定了改變的類型。

雙向的大腦可塑性

重要的是，這個可塑性是雙向的。

「迪士尼世界」實驗所顯示的改變（證明腦部與生俱來的可塑性）是正向的，表現的方式就是「迪尼士世界」裡生活的老鼠，其腦部尺寸變大（後來的研究顯示還包括：神經傳導物質變更多、生長因子的程度更高，以及血管密度更高）。但是，其他環境或經驗，可能導致成年動物的腦部出現負向的改變。

舉例來說，當你的腦—身體系統缺少刺激的環境，或曝露在暴力的環境中，你就會清楚看到大腦部分區域的萎縮（尤其是海馬迴和前額葉皮質，這一點我們將在第二部中詳細說明），以及神經傳導物質（多巴胺和血清素）減少，這些都是幫助我們控制情緒與注意力的物質。

如果兒童在成長環境中被忽略，那麼他們腦部的突觸數量就會減少（突觸是腦細胞傳遞訊號的連結），使他們的思考（也就是認知）變得更沒效率和彈性，這些都是和智力有關的能力。

從戴蒙和同僚經典的研究開始一直到現在，成千上萬的實驗都證明了大腦有很驚人的能力，可以學習、成長和改變。了解我們的腦部有可塑性、有彈性、與生俱來就有適應性，使我們相信可以透過「學習」來控制焦慮，甚至是接納焦慮。

的確，我們有能力學習並改變行為，包括我們與焦慮的關係以及焦慮時的行為，善用大腦可塑性，就有可能達到如同上述般正向的改變。

懂得評估、做決定、轉換情緒

大腦的可塑性讓我們有能力學習，如何使自己冷靜下來、重新評估情勢、重新看待想法和感受，以及做出不同、更正向的決定。想一想以下情境：

• 憤怒——會妨礙我們的專注力以及表現的能力
  或是給予動力、強化注意力，並提醒我們重要的事（也就是該優先處理的事）。

• 恐懼——會影響我們的情緒，並觸發過去失敗的記憶
  使我們無法專注和聚焦，對個人的表現不利（導致我們在壓力下失常），或是讓人做決定前更為謹慎，並深化思考，創造機會以改變方向。

• 悲傷——會抑制心情，使我們沒動力、不想要社交生活
  或是可以讓我們知道，對自己來說重要的事，幫助重新安排重要的事，給予動力去改變環境、情勢或行為。

• 擔憂——會令我們因循怠惰，妨礙實現目標
  或是可以幫助我們調整計畫、調整對自己的預期，變得更務實且以目標為導向。

• 挫折——可能阻礙進步、妨礙表現，或是令人失去動機
  抑或能刺激、挑戰我們做得更多、更好。

這些比較可能看來有點簡單，但卻讓我們看到一些很棒的選擇，而且可以產生實質的成果。換句話說，我們是有選擇的。

通常人們感受到的焦慮有一種特色，那就是會產生負面情緒。還記得前文說過的嗎？「坐立不安」、「悲觀」、「懷有戒心」、「害怕」——這些都是情緒的狀態，一般而言都會帶來不好的感覺。但是，我們並非無法決定自己對這些情緒的反應。

此外，這些情緒不完全都是壞的；事實上，這些情緒能帶給我們重要資訊，即關於心理和生理狀態的。

焦慮的來源是很好的線索，幫助我們認清人生中重要的事。把負面情緒轉為正面情緒，這需要花費心力嗎？是的。但是，這也會讓我們知道對自己來說重要的事。也許擔心金錢是在提醒我們，自己非常重視財務穩定性；或者，擔憂隱私則會讓人知道，原來自己需要充分的獨處時間。

因此，負面情緒其實是在給我們一個機會，阻斷「想法產生情緒，情緒導致行為模式」這個自我毀滅的循環，不要讓這個循環損害我們的壓力反應。而控制焦慮的第一步，就是了解情緒如何運作。

——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。

親愛的弗瑞曼人，您好：

展信愉快！我是一個來自地球的沙蟲愛好者，前陣子認真觀看了 2021 年底由傳奇影業在地球上發行的最新厄拉克斯星球生態人文記錄片「沙丘」，對厄拉克斯星球上的巨大生物、也是貴民族視為神的使者的「沙蟲」感到相當著迷與好奇。在我進一步翻閱描寫貴民族的重要文獻「沙丘」這套書，並且跟這套文獻典籍的其他同好討論過後，對於沙蟲有了更多的了解和體會，但也產生了更多的疑問。

冒昧寫這一封信給您，是希望能夠透過貴民族第一手的觀察和說明，解答我對沙蟲的一些疑惑。我完全理解沙蟲是弗瑞曼族人視為神的使者的存在，也請您相信我沒有一點點不敬的意思，我只想單純的從一個來自地球的沙蟲愛好者的角度，與族人分享我對沙蟲的理解、觀察和推測，並且期望族人們在尋找珍貴水源、躲避毒辣陽光、乃至與入侵者戰鬥的辛勞日常間，能夠撥冗提供我一點關於沙蟲的額外資訊和觀察，讓我確認我對沙蟲的觀察和推論是否合理或者大錯特錯，對我而言都會是莫大的鼓舞，我將不勝感激。

感謝您撥冗閱讀至此，接下來請允許我開始提出我對沙蟲的觀察、理解、以及讓我一籌莫展的困惑，誠摯期待您能夠分享弗瑞曼人與沙蟲共存千年的古老智慧和精準觀察，使我獲得解答。拜託您了！

首先，我的第一個問題是：沙蟲那麼大的體型，該如何應對龐大體重把自己壓垮、核心散熱不易、需要高效率的呼吸循環系統等困難呢？

根據弗瑞曼人的重要文獻「沙丘」所述，中型的沙蟲體長已達 200 公尺左右，目測到最大的沙蟲可達 400 公尺之多，傳說中在厄拉克斯星球的南極甚至有 750 公尺乃至 1 公里長的超巨大沙蟲。至於沙蟲的直徑，根據最新的生態人文記錄片「沙丘」還有歷來的生態人文記錄片畫面看來，中型沙蟲的嘴巴直徑至少就有 13 公尺左右，而且身體應該是呈現均勻的圓棒狀，身體後段也沒有看到明顯縮小延長的尾部。

這麼巨大的體型，第一個難題當然是龐大的體重了。在我們地球上已知的最大動物是藍鯨，長度只有30公尺、體高 4-5 公尺，但體重已經是 150 噸，這樣的重量讓藍鯨只能在水裡生活游動，一旦在海邊擱淺，自身的體重對於壓在底部的身體組織就會造成巨大的傷害。

相比之下，沙蟲直徑 13 公尺、長度 200 公尺的龐大軀體不僅是整天在沙漠中穿梭游動毫無水的浮力幫助，還能夠高舉頭部探出沙漠、甚至像鯨豚一樣躍出沙漠表面。從生態人文記錄片「沙丘」裡弗瑞曼人活動的畫面看來，厄拉克斯星球的重力應該跟地球差不多才對，但沙蟲這麼龐大的體型居然得以不被自身體重壓垮、還能夠這麼輕巧的在沙漠表面跳躍活動，想來必定有特殊的結構和材質，讓沙蟲可以兼顧強壯又輕巧吧？

容我猜想，沙蟲的身體或許類似地球上最大的現存樹種——世界爺一樣，以類似木質纖維素的複雜聚合物材質構成，這樣至少就有機會達到跟世界爺老樹乾材相仿的比重：0.3 Kg/L。如果沙蟲的身體主要由幾丁質構成，並且盡可能減少體內的含水率，那也大概可以達到 0.3 Kg/L 這樣的比重。

除此之外，我還有一個大膽的猜想：沙蟲龐大的身體裡面說不定其實充斥著許多氣囊和氣管系統，就好像地球上的飛行鳥類體內擁有的氣囊系統，再外加地球上眾多昆蟲體內的氣管系統一般。

這樣一來，沙蟲的身體就可以因為氣囊和氣管系統而更加大幅輕量化，減少被自身體重壓垮的機會，不但解決了體重難題，還可以依賴四通八達的氣囊、氣管與體表的氣孔，一併把龐大體型的核心餘熱排出體外，並且就近從周身的體表氣孔把氧氣帶進體內深處存在氣囊中，以備激烈運動時使用，形成高效率的呼吸系統與循環系統。

更進一步而言，沙蟲體內如果充斥著氣囊和氣管系統，也能夠解釋沙蟲在沙漠中迅速游動的特殊移動能力：沙蟲藉著快速擠壓氣囊、從氣孔高速往前噴出氣流，就可以液化移動方向所在的沙團，於是得以像游泳一樣在沙漠中迅速悠遊。這樣液化沙子的機制在地球上已經有許多實例（例如下列影片），若是再搭配沙蟲體表鱗片的震動，勢必能夠加成液化沙子的效果，讓沙蟲移動更加無往不利。

這樣的推測，不也貼切符合了生態人文記錄片中，沙蟲在沙漠表面之下高速移動時前方冒出的大量煙塵、以及沙蟲冒出地表時沙地滾動如沸騰的現象嗎？

不僅如此，勇敢的弗瑞曼人歷代相傳的駕馭沙蟲之術，藉由鉤子嵌入沙蟲的鱗片縫隙，稍微撬開鱗片讓沙蟲不適而轉身讓該處朝上，更持續在沙漠表面巡弋而不下沉的高超神技，或許也是因為沙蟲的鱗片下方有許多產生震動的精細構造，更有連結表面氣孔和體內氣囊的複雜氣管系統，於是當鱗片被撬出縫隙時，為了避免沙子滲漏進去造成傷害和問題，沙蟲也只好轉身讓鱗片縫隙處朝上，於是成就了勇氣與技術兼備的傳說美技。

我理解，這樣的大膽猜想或許使您感到意外，但請容我再次強調，我對弗瑞曼人視為神的使者一般的沙蟲，絕對沒有任何不敬之意。

我只是根據貴民族的重要文獻加上歷年來的厄拉克斯星球生態人文記錄片對沙蟲的描述和記錄，再結合我對地球動物的粗淺理解，做出「沙蟲體內可能有類似地球上的飛行鳥類的氣囊與昆蟲的氣管系統」這樣的推論。

而且坦白說，這樣的猜想推測不也正與沙蟲怕水、碰水會產生燒灼痛感、接觸大量水分將導致死亡的弱點不謀而合嗎？如果沙蟲體內有諸多氣囊和氣管系統，哪怕只是一點點水的入侵，水的黏附力可能就會造成大片的氣囊與無數氣管堵塞或塌陷，使得沙蟲組織缺氧過熱而迅速壞死，甚至引發骨牌效應牽連整個沙蟲導致死亡，您說有沒有道理呢？

當然無論如何，我畢竟只是遙遠地球上的一個沙蟲愛好者而已，我所能夠獲得的沙蟲資訊也相當有限，遠不及千百年來在厄拉克斯星球生活的弗瑞曼人您們切身經歷的萬一。

因此，如果可能的話，下次當您們以沙槌呼喚沙蟲前來、或者是又有哪位勇者騎上沙蟲的背橫越沙漠之時，麻煩幫我觀察一下，沙蟲體表是不是佈滿氣孔不斷吸吐空氣好嗎？

哪一天看到死去的沙蟲時，在哀悼之餘請也幫我仔細瞧瞧，沙蟲體內是不是佈滿氣囊與綿密的氣管系統好嗎？

噢對了，如果厄拉克斯星球大氣的氧氣濃度高於地球這邊的 20％，對沙蟲的氣囊和氣管系統會更有助益，不過我從生態人文記錄片裡面看不出來氧氣濃度，重要文獻裡面也沒寫，所以我也無從得知，如果您們能夠測量大氣中的氧氣濃度，那就可以多一項資訊做為參考和推測了。

行筆至此，也該是讓您的幽藍雙眼休息的時候了。誠摯的感謝您撥冗閱讀此信，期待弗瑞曼人能夠與我分享更多的沙蟲訊息，我將靜候來自厄拉克斯星球的佳音。

祝弗瑞曼族人們健康平安。

來自地球的沙蟲愛好者敬上