司法中的科學與偽科學：十個有用小指標幫你辨識偽科學（四）

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

在過去許多冤案研究、司法心理學研究中，都發現確認偏誤（confirmation bias）是誤判的重要因素^{註 1}，意即人容易受到先入為主的意見影響。

例如有一晚，小安下班回家後發現他太太與情夫正在偷情，心灰意冷出去喝酒，回家後卻發現太太與情夫都被殺了；小安百口莫辯，被判處無期徒刑。^{註 2}

在缺乏其他證據的情況下，一般人都會認為小安的作案動機十足，兇手不可能另有他人；因此在受到這個成見的影響下，進而看重能佐證的證據、忽略其他證據，形成所謂「隧道視野」^{註 3}，導致職業法官也可能誤判（各國都有許多關於審判出錯的研究）^{註 4}。

國民法官也可能受到偏見影響，那還能保持公正嗎？

國民法官法在 2023 年 1 月 1 日正式上路，年滿 23 歲的你，人人皆有可能坐在法檯上與職業法官一同進行重大刑案的審判。關於什麼才是「最正確的判決」，也不是國民法官才會遇到的問題，而是社會大眾所要共同面對的司法難題。

進入審理程序後，會先由職業法官向國民法官說明程序、法律原則；再一一檢視檢辯雙方提出的證據；最後再與職業法官討論、進行投票，決定被告是否有罪，以及決定被告的量刑。

如同開頭所說，確認偏誤會是個難題。來自不同群體的國民法官，也可能帶有各自的意見。

例如一位白領階級的 30 歲上班族，與一位伴侶是藍領階級的家庭主婦，他們看待情殺案的態度會一樣嗎？一個重大案件發生後，國民法官很有可能先看見媒體報導，才會真正進入法庭。再加上國民法官所看見的證據，已經受到審、檢、辯三方前期的篩選，因此在審理中所聽見的敘事，可能是兩種截然不同的版本（因為檢察官的任務基本上是證明被告有罪，而律師則是證明被告無罪或沒有犯那麼重的罪）。身為素人的國民法官，要怎麼評估證據的可信度？怎麼排除偏見、形成自己的判斷？

藏在程序中的魔鬼，不只是偏見的問題，還包括「使用的語言不同」的問題。這個語言不僅是台語、客語、各原住民族語的語言不同，還有怎麼讓不同專業領域、不同年齡層的國民法官理解法律術語。如，什麼是無罪推定原則？證據裁判原則又是什麼？怎麼樣算是超越合理懷疑？為什麼有些證據能用，有些則不行？因此，職業法官需要讓素人們了解「遊戲規則」，檢辯在舉證與論述過程中，也不能只講「咒語」；法庭上的三方都需要學習「講人話」，讓法庭上也能納入其他領域的意見。這不僅對國民法官是個挑戰，對法律人而言可能也是個難關。

以有力的證據，支持有邏輯的推理

我們可以把審理的過程想像成科學研究：蒐集證據 >> 提出假說 >> 形成結論。

例如有一判決書說：「用蝴蝶刀殺人很費力，被害人身中多刀，因此一定不止一人作案，另一人一定也有涉案。^{註 5}」這是一個合理的推理嗎？有沒有其他證據可支撐這段論點？

為了確保判決更加公平客觀，思考證據與作案經過的關聯時，或許盡可能以「根據OOO，所以XXX」的方式思考。雖然國民法官制度是為了納入常民意見，並不是要求所有素人都是法律專家；然而，若能具備基礎的法律知識，以及學習科學的方式審視證據、排除「確認偏誤」，或許更能給出公平客觀的判決。畢竟國民法官會參與的案件，都是攸關性命的重大刑案。

《國民法官法》的立法目的，在於加入一般常民的觀點。過往人們常覺得法院像神壇，坐在法庭裡的法律人都是人生勝利組，難以體會百姓常民的苦痛，而許多重大刑案的判決都以社會輿論相左。在國民法官的制度下參與審理過程後，或許也能更深刻理解審判工作的艱難，對台灣的司法制度改觀。

此外，人民參審對於提升司法透明也非常重要，由於過往的司法審理通常是關在司法的象牙塔裡產出，社會大眾也難以反思誤判的情況。國民法官的加入，可以想見一路將充滿荊棘，但也期待能為司法正義注入新的活水。

註解

1. 【黃致豪專欄】蘇炳坤的無罪判決——還是司法心理學
2. 這不是真實案件，而是《刺激1995》的劇情。
3. 無罪推定下仍須自證無罪的被告
4. 可參見湯瑪斯．達恩史戴特（Thomas Darnstäd），2016，《法官的被害人：德國冤案事件簿》
5. 改寫自臺灣高等法院 臺南分院 98 年度上重更(五)字第 68 號刑事判決。

《司法遇到心理學》國民法官上任，然後呢？ → https://link.pansci.asia/7abzs

• 作者／史坦利．萊斯 (Stanley A. Rice)；譯者／李延輝

我們無法辨別隨機性會直接造成可能是所有偏見中最重要的：確認偏見（confirmation bias）。

當我們看這世界，會看到一些東西，確認了我們已經相信的事， 有一些則與其牴觸。我們自然而然會較注意確認我們已經相信的東西。我們會引用證據支持我們的信念，忽視違背信念的證據，這不是因為我們都是騙子，而是因為我們大腦內的本能偏見。

科學家稱這種偏見為「摘櫻桃」，因為我們摘下確認我們偏好的紅櫻桃，但沒有看到綠櫻桃。這或許是科學家使用統計測試決定結果顯著程度的主要理由。

我已經向你介紹了一個確認偏見的例子。我用維生素 C 補充品和避免感冒之間的相關作為虛假相關的例子，但我也提到偏見可能扮演了某個角色：服用補充品的人會將自己的症狀解釋為吸鼻子，而不是感冒。

在之前章節我討論過人類往往會認為其他有機體有智慧，但這些有機體可能不是真的有智慧。寵物的主人往往認為自己的狗是世界上最聰明的狗，或者養的貓真的很愛自己。這是某種形式的確認偏見。以下有一些滑稽的例子。

我家的動物是世界上最聰明的！

20 世紀初，有一匹叫「聰明漢斯」（Clever Hans）的馬。牠的主人宣稱這匹馬會算數。群眾會聚集看這匹馬算數。馬不會說話（除了靈馬艾德和戰地神騾之外），所以有人告訴聰明漢斯數到五，牠就會用馬蹄重重踩地上五次。聰明漢斯似乎總是能答對。

我很確定你已經猜到發生什麼事。假如他們告訴馬數到五，觀察者會在踩二或第三下時冷靜地閒站著。馬踩第四下時，觀察者就會開始留意。踩第五下時，他們就以幽微的方式傳達出他們的讚許，並準備鼓掌。結果證實馬只是非常擅長解讀人的肢體語言。不久，真相就傳了出去。就馬主人來說，這不一定是騙術，而只是觀察者的偏見。容易受影響的觀眾持續得出錯誤的結論，那些看到聰明漢斯的人也一樣。

情況是變好了。你可能會認為到了 21 世紀，我們會注意像這樣的事。但我看到一個電視節目，裡面的人會展示他們的寵物多有智慧。一個家庭宣稱他們的狗不只可以算數，也能讀木塊上的數字。我發誓我不是胡謅的，像這樣的東西可捏造不出來。

狗在簾幕的一邊。主人會在另一邊拿起一個木塊，假設上面有數字七好了，他會拿給熱切的觀眾看，然後放回原位，和其他木塊放在一起。簾幕一掀開，狗主人就會告訴狗去找上面有「七」的木塊，然後狗就會直接找到那個木塊。觀眾欣喜若狂，評審至少會裝得好像他們相信狗會讀數字一樣。

我知道你已經搶先猜到了。狗並不會讀數字，牠只是聞了聞哪個木塊上面人的味道最新。事實上，狗在人告訴它找哪一個數字之前就開始找數字七的木塊！你會想這原本就會讓觀察者稍微起疑。

自我欺騙的大腦，不可信任的記憶

人類大腦不只無可避免會製造偏見，看起來似乎也天生就會自我欺騙。

我們的心靈時常再現我們的記憶。記憶並不是一套不變的原始資料，我們的頭腦每次都可以重新查閱。相反的，每次我們想到一件事，我們的大腦就會改變記憶，過程中可能帶來偏見，並儲存修正後的版本。

我們實際上無法記得偏見出現前那件事的樣貌。這就是為什麼執法人員和國家安全調查員很容易將假記憶灌輸進人的腦袋，這些人之後會說記得實際上並沒有發生的事。一旦假記憶存了下來，就很難和真的記憶區別。

科學家為了避免這樣的偏見，會填寫實驗室紀錄本，取得任何結果的當天就寫下來，而不是之後再寫。這也是為什麼目擊證人的證詞可能不是故意騙人，但必須以實物證據，例如犯罪現場的 DNA 加以對照檢查。

歷史上重大的偏見：奴隸制度

人類歷史上很普遍的偏見就是奴隸制度，直到不到一百年前才逐漸式微。奴隸主人單純不把奴隸當人看。

羅馬人將他們的奴隸定義為「會說話的工具」。傑佛遜在革命戰爭前的大陸會議堅稱奴隸也是人，但會議中的南方代表將他們視為財產。捍衛奴隸制度的人往往相信奴隸對他們的小塊土地心滿意足。

年輕的達爾文搭乘羅伯特．斐茲洛伊（Robert FitzRoy）船長的船，航行整個世界。斐茲洛伊就相信奴隸很快樂。達爾文和他看法不同。由於達爾文是平民乘客，他可以與斐茲洛伊意見相左而不會造成任何後果。

斐茲洛伊想向達爾文證明奴隸很快樂。因此，停留巴西時，斐茲洛伊要一名奴隸主人帶他的奴隸出來見達爾文。主人和船長都在，那些奴隸告訴達爾文他們實際上非常滿足。達爾文指出了一件事，對今天我們任何人來說都很顯而易見：奴隸不敢在主人在場時抱怨，他會處罰他們。達爾文告訴斐茲洛伊這證據毫無價值，這船長的反應就沒那麼客氣了。

遺憾的是，就著名政治評論家比爾．歐萊利（Bill O’Reilly）的說法，這種偏見還一直持續下去。

——本文摘自泛科學 2020 年 5 月選書《像科學家一樣思考》，2020 年 4 月，商周出版。