自然知識與生活常識
94/04/07
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黃得時｜
成功大學化學系
從小到大，我們接受許多自然課程的薰陶，偶爾有人把自然知識轉化為生活常識，並作為處理生活瑣事的判斷依據；然而有更多的人因為缺乏「量」的概念，以至於無法應用科學知能，甚至對自然知識產生莫名的恐懼與排斥。而在這些轉化過程中，也有人常犯錯誤，導致發生似是而非的聯想。本文藉由「量」的觀念出發，進而點出生活中常犯的錯誤與聯想，希望能對大家的生活處事有所助益。
兩手平舉 與身長相當
世人都知道，耶穌基督被釘在十字架上，然而，有多少人知道這個十字架有多寬呢？一般而言，當兩手平舉時，兩手中指指尖間的距離約和自己的身長相當，因此，十字架的寬度就不難猜測了。同理可知，若能知道手掌張開時小指與拇指指尖間的距離，就能估算出磚塊的長度；若能以自己身長為基準而指出離地面1公尺高度的人，就有能力算出辦公桌的高度大約是75公分。
容量與長度一樣，都是一種量的概念。喜歡喝咖啡的人，是否知道美式咖啡杯的容量有多少毫升呢？日常生活中的量米杯又如何呢？就算知道兩種杯子的容量都是180毫升，但我們仍不清楚，這個數字所代表的物理量有何意義。
基本上，不同咖啡杯的容量，是根據不同咖啡所含咖啡因的多寡來設計的。通常，一杯咖啡所含的咖啡因大約有100毫克，倘若咖啡因含量大於200毫克，就會令人體產生明顯的生理反應。於是在濃縮咖啡中的咖啡因濃度較美式咖啡高的原則下，一杯濃縮咖啡的咖啡杯容量就比較小，只有100毫升；而英式萃取咖啡的咖啡杯容量是130毫升，這也是配合每杯咖啡因含量是100毫克而設計的。另外，一茶匙是5毫升，一罐飲料是355毫升，這些都是我們日常生活中經常使用的單位。
來兩顆方糖罷
「你需要幾顆方糖呢？」「兩顆罷！」在喝咖啡的時候，我們常聽到這樣的對話。其實1顆方糖就夠了，因為，1顆方糖約含4.6克蔗糖，這個數值大於我們喝一杯咖啡所需的量。嚴格說來，1％的蔗糖溶液就足以讓我們感覺到甜味，但要滿足一般人的口味，仍需要0.1 M的濃度，即相當於每100毫升含3.42克蔗糖的量，所以就美式咖啡而言，通常需要6.5克左右的蔗糖。但是，一般生意人為了方便計算，常用10克的量包裝一個糖包，雖然份量多了點，但仍是味覺可以接受的範圍，更何況，甜味還可降低咖啡的苦味。
其次是如何在高山上把米煮熟的問題。在坊間書籍中曾提供許多解決的方法，其中一個是「在鍋蓋上加重量」，但要增加多少重量才正確呢？有時在山上露營時，偶爾會發現有人在鍋蓋上疊幾個小石頭，這也算是學以致用罷。
不過在了解需要增加多少重量以前，必須先有幾個假設。首先假設這個問題發生在1968年奧林匹克運動會場的墨西哥市，那是海拔2,300公尺的城市，那裏的大氣壓力大約是海平面的71％，因此，必須在鍋蓋上加0.3個大氣壓力才能使水在攝氏100度沸騰。另一個假設是，我們需要準備四人份的飯，如果平均1個人一餐需要兩碗飯，由於1杯米加1杯水正好煮成兩碗飯，因此，4人份的飯至少需要容積1公升的鍋子，假設鍋子高度是12公分，則鍋蓋面積大約是85平方公分。
1大氣壓力相當於每1平方公分承受1公斤的壓力，為讓壓力增加0.3大氣壓力，因此，鍋蓋上須增加約25.5公斤的重量才能使鍋蓋承受相當於1大氣壓力的壓力，這個重量相當於10塊磚頭的重量（1個磚塊約2.5公斤）。若再考慮氣泡從鍋蓋邊緣溢出時所產生的槓桿作用，則至少需要20塊磚頭的重量才能使鍋內壓力維持1大氣壓力，這不是容易的事，如果硬要在這樣的條件下煮飯，還不如尋找其他方法。
因此轉個彎思考一下，我們可不可以從水著手呢？水的沸點在0.7大氣壓力下大約是攝氏91度，若在鍋裡加入更多的水，讓米煮久一點，應該可以把米煮熟。
另外在單位轉換上也常出現一些有趣的知識。在此仍以米與水為例，米的比重顯然較大，所以每粒米都可以沈到水底。然而，若以杯為單位作比較，1杯米約140～150克，1杯水約180克，這裡米的重量反而較輕，原來，米粒與米粒間的孔隙填充了空氣，所以整杯米的重量比水輕。此外，1杯水加1杯米可煮兩碗飯，若要煮成稀飯就要6杯水，但是，用1碗飯煮成稀飯卻只需要兩碗半的水，有趣罷！
蒸餾酒 酒精濃度超過14％
通常在啤酒上冠上「淡」字以後，會讓人產生酒精含量非常低的感覺，真是這樣嗎？事實上，淡啤酒的酒精濃度是4％，一般啤酒是5％，兩者相差無幾。
啤酒是一種能發泡而且泡沫持久的含酒精性飲料，這些泡沫可以持久不減的原因，是由於啤酒中含有豐富的蛋白質及啤酒花（一種植物性蛋白質）。而淡啤酒只是用水把普通啤酒稀釋而已，稀釋後的淡啤酒由於蛋白質較少，故需添加更多的啤酒花來延續泡沫的持久性，而且，啤酒花愈多，味道愈苦澀，口感愈差。了解這些狀況後，下次喝啤酒時，或許你不再因為不勝酒力而堅持選擇淡啤酒了。
再者，一般人對生啤酒、啤酒、黑啤酒的區別也不很清楚。啤酒是由大麥釀造，那麼黑啤酒呢？數年前黑啤酒盛行於台灣，卻鮮少有人知道它也是由大麥釀造。一般啤酒在裝瓶前必須經過殺菌，普通啤酒大都在攝氏80度左右進行殺菌；萬一溫度超過攝氏90度，啤酒就出現焦黑現象，這時的成品就是黑啤酒；至於尚未殺菌的啤酒，一般稱為生啤酒，比較不適合儲存。
此外，由於未經蒸餾的水果酒最高酒精濃度可達14％，政府便以14％為最低標準，把酒精濃度超過14％的發酵飲料歸類為蒸餾酒。但又為何威士忌的酒精濃度最高只能到43％呢？這是因為，一旦酒精濃度超過45％，就可以在室溫下點火燃燒了。
跳出名詞框架 遠離迷思
對於生活中常使用的名詞，我們實有必要重新認識，萬一誤會了，就可能判斷錯誤。例如，麵粉依蛋白質含量分為高、中、低筋麵粉，這裡說的筋代表蛋白質的含量，高筋麵粉含有12～16％蛋白質，中筋麵粉含有7～9％，低筋麵粉蛋白質含量小於7％。但是有人誤認為高筋麵粉較低筋麵粉有彈性，而有做拉麵最好使用高筋麵粉的不正確聯想。正確的想法應該是，需要經過發酵的製品，如麵包，就採用高筋麵粉，不需要發酵的製品，就採用低筋麵粉。
此外，一些產品包裝上的文字也可能把我們導引至不正確的方向。例如，你會用健康低鈉鹽來代替一般食鹽嗎？減少鈉鹽的攝取是醫生對高血壓患者的叮囑，為了因應這類需要，業者又推出了低鈉鹽。但是，他們竟在包裝上加上「健康」兩個字，因此讓一般人產生誤會，以為這是一種比較具有健康作用的鹽，這是不正確的聯想。雖然政府單位在低鈉鹽的包裝上已要求業者寫上「多吃無益」的警告詞，但一般人對它的誤解仍然很深。
原來，市售低鈉鹽是以鉀鹽來代替部分的鈉鹽，但是過量的鉀離子是有害健康的。在正常情形下，細胞外面的鈉離子濃度較細胞裡面高，反之，鉀離子在細胞內的濃度較細胞外高，而兩種離子產生的濃度梯度，就是細胞獲得能量的來源之一。所以，吃多了低鈉鹽，會因為破壞鈉離子或鉀離子的濃度梯度而對人體健康有害。再者，鉀鹽有苦味，在製造時會添加一些諸如酒石酸鉀鈉的添加劑，吃多了對人體也不好。
可樂和酸梅湯 哪個酸
在英文裡面，把生理上對酸的反應稱為sour，對溶於水中，使水溶液pH值小於7的化合物稱為acid，對酸性溶液稱為acidic solution，但在中文上就很難區分這些含意。從「望梅止渴」這句成語中，我們或許能意會酸梅湯的酸，但在暢飲可樂時，可樂中微帶酸味的口感卻很少人在意。若從數據上看，可樂的pH值是2.5，市售梅子綠茶的pH值在3.0至3.1之間，泡菜的pH值在3.0至3.4之間，很顯然地，可樂的酸性比酸梅湯還酸，這就是牙醫們經常呼籲，喝完可樂要記得漱口的原因。
另外，某些從想當然爾中產生出來的錯誤，也只有具備相關知識的人才有能力察覺。例如，在腹瀉脫水時，醫生或許會建議補充電解質；對於新生兒，醫生有時也會建議以電解質的溶液取代奶品餵食；而一般人需要補充電解質時，通常會傾向於喝運動飲料，久而久之，只要發燒、流汗，大家都會來罐運動飲料，終致誤認為運動飲料是治療感冒的聖品。殊不知，腹瀉是因控制大小腸的機制失常，且感冒發汗時喝太多電解質或運動飲料，反而加重腎臟負荷，嚴重的甚至造成腎衰竭，不可不慎。
換個方法可能更好
把自然知識轉化為生活常識，一方面可提升解決問題的能力，另一方面也可避免誤用或濫用資源。而在轉化過程中，首先要建立「量」的概念，有時加上一些計算，即可使生活庶務變得更容易操作。例如沖牛奶就是個明顯例子，由於人體對熱的容忍極限是攝氏42度，所以泡牛奶時奶品溫度應避免超過這個限度。又由於熱水瓶內的水溫約在攝氏90～95度間，冷開水的溫度相當於室溫，所以在夏天泡牛奶時，冷熱開水比例大約是3:1，冬天是2:1。
其次，把處理生活庶務的過程與課本所學建立關聯也很重要。例如在調製奶品、麥片時，如何才能增加溶解速率呢？一般人在調製奶品、麥片、咖啡時，習慣把奶粉或麥粉放在杯中再加水沖泡，如此一來，有一部分咖啡或麥粉變得很難溶解。這是因為在加水過程中，分散劑已先行溶解，導致咖啡或麥粉凝結成塊而減緩溶解速率。下次不妨把咖啡或麥粉直接倒入已盛水的杯中，這種方法會有較好的溶解效果呢。
