手機、咖啡、情緒的化學效應：一日24小時的化學常識

名人推薦：這真是一位有良心的科學記者呀！她把自己做網紅拍攝影片的板眼、訣竅都透露得一明二白。這些都是屬於科學方法、科學素養、科學價值的範疇，可能許多學校，即使是專業訓練都放棄不教的內容……這才是最能兼具科學教育熱心和忠於專業誠實的科普傳播典範，也是我們的108課綱最適合教師導讀的基礎科學探究與實作範本。——台灣大學化學系名譽教授陳竹亭

有燈光就睡不熟？喝咖啡要挑時間？冬天一開窗冷空氣吹進來？不含氟牙膏更天然？巧克力只溶你口之謎？喝酒臉紅是優勢？作者不愧為悠遊於科學與社群傳播的高手，整本書信手捻來，案...

有些人完全不瞭解化學，很無助地瞪大眼睛問：「化學在做什麼啊？」我很想大力搖醒他們，並讓他們知道：「化學就是我們生活的全部啊！囊括無遺！」例如，小時候我認為化學就是美食。我的化學家老爸就是料理高手。他告訴我，所有的化學家都擅長烹飪。爛廚子絕對不是厲害的化學家。十三歲的時候，我開始喜歡化妝。老爸告訴我，彩妝品色素長什麼樣子、為什麼髮型噴霧劑能夠打造豐盈的空氣感、酸鹼性洗臉乳又是如何一回事等等。對我個人而言，化學一直是我生命裡的重要元素，構成了部分的日常生活。

唸了化學系之後，不論是在喝咖啡、刷牙或運動的時候，我都會聯想起腺苷受體、氟化物以及新陳代謝酵素。白天散步時，我會想起褪黑激素和維生素D。煮麵時，則分析著澱粉聚合物並考慮如何提高液體沸點。順帶一提，我的廚藝出眾，堪稱成功的化學家。

一般人不僅對化學這個科目存在著刻板印象，也常給化學家貼上標籤。別人常對我說：「你看起來不像是化學家耶！」一般社會大眾的心裡總是充滿著刻板印象，例如他們認為書呆子等於擁有專業知識、缺乏社交能力的怪咖。身為科學家的我們，必須面對許多負面的刻板印象。科學家真的只活在實驗室和書架之間嗎？他們是充滿謎團的生物嗎？社會大眾完全搞不清楚科學家的樣貌，也不瞭解他們的興趣或情緒。科學家也是人嗎？唉唷，這一點好像誰也不敢確定！

唸博士班的時候，我開設了一個名為「科學家祕密生活」的YouTube頻道，以便一探科學家根底，並且希望透過影片來形塑科學樣貌。我不僅想幫助人們弄懂科學的酷，更希望我的影片能夠呈現科學家很酷的一面。這項任務就像是非常龐大的研究案，目前我仍在努力中。除了經營YouTube頻道之外，我也主持電視談話節目與廣播節目。

大家或許會問我，為什麼想寫這本書呢？答案是因為我想發揮長才，邀請大家進入我的化學世界，順便幫助大家一窺科學記者以及YouTuber的生活日常。我特別盼望透過這本書協助大家更進一步認識化學議題，並且駐足欣賞化學令人傾倒之美。我堅定地相信讀者們擁有旺盛的好奇心，相信大家在閱讀本書之後會發現：原來化學在你我的生活當中無所不在。或許，屆時大家甚至會認定化學的確是一門很棒的科學呢！

「鈴！鈴！鈴！」鬧鐘大響！

我差點嚇得滾下床，心臟快從胸口跳出來。

正想破口大罵，但我的聲帶卻還沒睡醒。身體尚處於莫名的半睡半醒之際。好不容易翻身摸到老公的手機，關掉了恐怖的鈴聲。該死，這才剛剛早上六點鐘。

我的老公馬修有個特別糟糕的習慣，他每週早起晨跑兩次。這表示，我必須比他更早起床，免得一早就被他的鬧鐘轟炸，省得自己一早醒來就得和「壓力荷爾蒙」周旋。

拉開窗簾，讓光透進來。我企圖透過光線來降低馬修體內的褪黑激素濃度。

好不容易，我的聲帶終於也清醒了。我叫著馬修的名字。

他還在睡，只低沉地回答「嗯」。

充滿壓力分子的早晨

位於大腦中心點的松果體負責分泌褪黑激素（Melatonin）。褪黑激素之所以被稱為「睡眠荷爾蒙」並非浪得虛名，乃是因為它主導著人體的睡眠與清醒節律。人體內的褪黑激素濃度越高，就會覺得越疲倦，疲倦到想上床睡覺。既有趣又實用的一點則是：光線能夠降低人體內的褪黑激素濃度。剛剛拉開窗簾之後，照進來的光線開始慢慢溫柔地喚醒馬修。

我傾向於「用分子去拆解世界」。或許別人會認為這是「化學上癮症」。我個人則堅信，如果在日常生活中錯過去發掘化學分子奧祕的機會，是非常大的遺憾。因為，有趣的萬事萬物皆可透過化學找到解答。親愛的讀者，你知道自己的身體也是由一大堆分子組成嗎？而且，這堆分子正在閱讀與分子有關的訊息。同樣的，化學家也是一大堆分子，他們在思考與探索分子的奧妙。哇！這簡直是哲學議題！

用分子來拆解早晨，又是怎麼一回事呢？

早上起床的這件事，掌握在兩大類分子的手中。第一種是褪黑激素。清醒起床之前，體內的褪黑激素濃度必須下降。第二種則是皮質醇（Cortisol）。人體在清晨會自動分泌皮質醇，它又被稱為「壓力荷爾蒙」。這雖然聽起來頗有壓力感，但是恰當濃度的皮質醇有助於晨起。

透過這兩項優質附加服務的加持，我們通常不需要設鬧鐘，就可以自行醒過來並起床。馬修的警鈴鬧鐘聲實在太大聲、太可怕了，不僅吵醒了我，更觸發了我的「打或跑反應」（Fight or Flight Response）。這是遠古人類面對生命危險時的反應機制，一路演化留傳了下來，是相當巧妙好用的反應模式。

對於身體會出現壓力反應與疼痛反應的這件事，我們必須心存感恩。因為疼痛告訴我們，身體哪個地方不對勁；壓力反應則幫助我們保住小命。請想像，你在石器時代裡遇到劍齒虎（為了加強戲劇效果，也可以想像成遇到老虎），你會有什麼反應呢？是閃電般舉起長矛向前砍（戰鬥反應）？還是儘快轉身腳底抹油就跑呢（逃跑反應）？這些反應的出現都是因為身體在那個當下迅速地釋放出大量的壓力荷爾蒙。

石器時代的劍齒虎會不會吃人，迄今未有定論。但當時的人類已具備獵殺動物的技能。照理說，劍齒虎也和人類一樣會出現「打或跑反應」。動物發展出這項本能反應的時間點應該比人類歷史還要久遠。許多現存動物仍然保有警戒行為。警戒系統如何運作呢？當然是透過分子。

一般情況下，人體內的這些分子只是消極地存在著，一直到某些外在刺激（例如遇到劍齒虎，或是恐怖的鬧鐘鈴聲）的訊號出現，它們才拿到召集令積極行動。外在刺激訊號引發大腦產生神經衝動，透過脊椎命令腎上腺開始分泌。松果體和腎上腺是人體最重要的荷爾蒙製造工廠。大腦命令腎上腺分泌壓力荷爾蒙，也就是大家熟悉的腎上腺素。大量的腎上腺素迅速進入血液中，然後輸送至各個器官。荷爾蒙是人體內的信息物質，也就是說，荷爾蒙是傳遞重要信息的化學分子。在我和鬧鐘鈴聲的例子裡面，我體內的荷爾蒙傳遞出的信息是：怕！

腎上腺素彷彿急驚風，它進入血液的過程只能用「來得急，去得也快」來形容。人體為了與壓力抗衡，腦下垂體會分泌一種名為促腎上腺皮質素的荷爾蒙（Adrenocorticotropic Hormone，簡稱ACTH），進入血液循環系統以及腎上腺。這才是掌控「打或跑反應」的大本營。

促腎上腺皮質素會引發一連串的化學反應，我常把它們想像成電影裡一幕又一幕的打鬥場景。壓力出現時，腎上腺素首先傳遞警訊，然後才輪到促腎上腺皮質素上場。促腎上腺皮質素彷彿化身為歷史劇裡的大將軍，登高一呼，指揮大軍展開攻勢。人體接著分泌皮質醇，亦即釋放第二種壓力荷爾蒙並將之輸送至各器官。

荷爾蒙會引發許多生理反應。例如在「打或跑反應」當中，荷爾蒙會造成心跳加速、肌肉層血液循環加速（指令：快逃啊！）、消化系統血液循環減緩（指令：別吃了，趕快放下一切！你必須去做更重要的事！）、呼吸變深、瞳孔放大、流汗、起雞皮疙瘩以及集中注意力。

重新回到今天早上的場景。超級鬧鐘鈴聲引發我的身體大量分泌壓力荷爾蒙，還連帶造成一連串的生理反應。我立刻醒了過來，但面對「生死一線間」的感覺真的很差。體內這些化學反應是為了讓我保住小命。我確實也不應該責怪這些壓力荷爾蒙分子，因為它們並不知道馬修的鬧鐘並不會對我造成生命威脅。它們只是單純地想幫忙而已。

同理可證，現代人的生活充滿著來自學校、職場、家庭或是人際關係的壓力源；這些壓力情境並不真正危及生命，至少不具立即的危險，但長期累積的壓力卻有害健康。幸好，為了不讓壓力荷爾蒙分子瘋狂地無限上綱，人體的壓力應變系統還設計了一個「負向」反饋機制，避免心跳加速等壓力生理反應越演越烈，導致當事人越來越害怕。身為壓力荷爾蒙之一的皮質醇擅長「自我約束」。剛剛提過，腎上腺素濃度會在緊急狀況時迅速上升，之後又立即消失。和腎上腺素相比，皮質醇的作用時間較長，它的功能在於抑制人體繼續分泌促腎上腺皮質素，同時皮質醇本身也會抑制皮質醇的繼續分泌。

眼罩與荷爾蒙

今天早上的壓力如山。糟糕透了。讓我們來看看，如何才算得上是完美的「晨間化學曲」？最理想的過程是這樣：睡夢之際，第一道拂曉晨光射入眼簾，落在視網膜上。視網膜連接著視覺神經，將感受到的光線刺激傳至大腦。收到訊息的大腦於是知道「長夜將盡」，命令松果體開始減少分泌褪黑激素。當血液中褪黑激素濃度逐漸下降的同時，另一方面身體會開始分泌皮質醇。我們就慢慢地從睡眠中醒來。

馬修認為，只要有光線，他就無法入睡，所以總是戴著眼罩睡覺。但眼罩會隔離拂曉與清晨的光線，導致他體內的褪黑激素在早晨分解的速度較為緩慢，因此他比較不容易自己醒過來。現代人不僅使用大量的人工照明，也經常利用眼罩及厚重窗簾等物件來刻意營造昏暗的睡眠環境。這些做法會影響人體內在的生物時鐘，搞亂自然的內在晝夜節律。我認為：只要馬修不戴眼罩，早晨就不需要嚇人的鬧鈴聲。馬修卻認為：他的褪黑激素分泌系統過於敏感；如果不戴眼罩阻絕光線，會降低他體內的褪黑激素分泌量，就無法好好入眠。

很明顯的，支持這些論點的前提在於：我們假設褪黑激素等於睡眠荷爾蒙。但如果褪黑激素與睡眠之間根本毫無關聯呢？科學家發現某些夜行動物體內的褪黑激素濃度在晚上也會上升。但牠們主要的活動時間在晚上，如此一來，褪黑激素在夜行動物身上不就變成了「清醒荷爾蒙」？另一些生物學研究刻意讓實驗鼠負責分泌褪黑激素的基因產生突變，導致其褪黑激素分泌失靈。但基因突變鼠到了晚上仍然正常地呼呼大睡。哎喲！這究竟是怎麼一回事呢？褪黑激素真的和疲倦感有關嗎？這個謎團迄今尚未解開。不過，倒是有許多研究已經證實：褪黑激素能夠有效治療失眠。睡眠科學家目前仍在努力釐清睡眠行為與褪黑激素之間的真正關聯。如此看來，在科學找到解答之前，我先生和我之間的眼罩辯論勢必沒完沒了。

請容我在此開宗明義地告訴大家：如果想要瞭解科學的真諦，請勿習慣接受簡化的答案。這聽起來雖然有點吃力，但運用科學去探索世界，不僅不枯燥，反而會讓你我的世界顯得更加多姿多彩與奇妙。假設我們暫時將褪黑激素設定為「夜間荷爾蒙」，而不是「睡眠荷爾蒙」，那麼就表示：眼睛看見天色漸黑之後，體內褪黑激素濃度才會升高。

針對我家的「眼罩之爭」，當然可以採用實驗法予以驗證，例如在臥室裡進行長期的燈光與睡眠實驗。但這項研究只有我和馬修兩個人擔任實驗參與者，樣本數目過小，實驗結果將無法進行統計分析。因此放棄做實驗，只能耍耍嘴皮討論討論。

有些人完全不瞭解化學，很無助地瞪大眼睛問：「化學在做什麼啊？」我很想大力搖醒他們，並讓他們知道：「化學就是我們生活的全部啊！囊括無遺！」例如，小時候我認為化學就是美食。我的化學家老爸就是料理高手。他告訴我，所有的化學家都擅長烹飪。爛廚子絕對不是厲害的化學家。十三歲的時候，我開始喜歡化妝。老爸告訴我，彩妝品色素長什麼樣子、為什麼髮型噴霧劑能夠打造豐盈的空氣感、酸鹼性洗臉乳又是如何一回事等等。對我個人而言，化學一直是我生命裡的重要元素，構成了部分的日常生活。

唸了化學系之後，不論是在喝咖啡、刷牙或運...

獻給媽咪
前言

化學上癮症
奪命牙膏
停止「化學歧視」！
久坐和抽菸一樣致命？
自然就是「亂」！
這對我有什麼好處呢？
小恐龍加上長壽漢堡
共價相容
臭之化學
水的祕密
烹飪治療
愛情與化學
熱情追求客觀態度

參考書目

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奪命牙膏
停止「化學歧視」！
久坐和抽菸一樣致命？
自然就是「亂」！
這對我有什麼好處呢？
小恐龍加上長壽漢堡
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