《跳出溫度舒適圈》

醒報編輯 2022/09/21 20:14 點閱 2327 次

是什麼原因,讓一隻小小青斑蝶從日本富山飛越三千公里到澎湖?為什麼太陽系只有地球上有剛剛好的溫度,能讓人類及萬物生存?什麼!開利先生當初發明冷氣機,竟然不是為了給人類降溫用的?在這個高溫飆破紀錄的夏天,讓國際知名熱舒適與都市熱島專家告訴你,溫度如何影響動物行為,和人們的生活與決策。

21個淺顯易懂的小故事,告訴你溫度從何而來?為什麼會覺得熱?如何透過提早規劃,預約涼適的居家空間?溫度如何影響人們的戶外活動模式?如何在高溫下保護自己的安全?最後,想要保護太陽系中獨一無二存有生命的地球,我們應該怎麼做?只要用對方法,每個人都可以為自己消暑,為地球降溫!

生命的出現,也是源自於地球剛好的溫度。宇宙間無數的巧合,讓幸運的地球擁有適合萬物棲息的平均溫度─14℃。有些地方比較冷,人的體型厚實能防止熱量散失,房子也設計成保溫且隔熱;而在炎熱的地方則相反,細瘦的身材能促進散熱,遮陽及通風則是房子設計的關鍵。

在人類發展的時間軸上,對比過去順應環境、愛惜資源、夠用就好的年代,當前溫度則以強勢的物理、心理、社會的「刺激」來襲,讓我們常常在未經思考下被迫做出「反應」。

「刺激與反應之間存在著一個空間,在那裡,我們擁有自由選擇的權力。」在集中營被監禁三年,最終獲救的著名心理學家弗蘭克(Viktor Frankl)曾這麼說過。

室內溫度提高,按下冷氣開關。這是我們再熟悉不過的溫度「刺激v.s反應」模式。然而,在兩者之間,人類有自由選擇的權力,在深思後做出負責任的作為,才是人類的成長及自由。

本書要傳達的三個觀念是:地球剛好的溫度難能可貴,你的身體正是適應溫度的高手,我們不需要太多的溫度控制介入。只要充分理解、提早規劃,就可以讓住宅涼爽、活動舒適,最重要的是,還能幫地球降溫。

幼兒園的紅豆湯

廚房爐子上正滾著一鍋沸騰的紅豆湯,熱氣冉冉上升,濃郁的香氣瞬間將我拉回童年。小時候就讀的幼兒園距家不到一百公尺,每天早上我都會在半途的小路口向母親行禮道別,然後快步走進幼兒園,以免錯過我最愛的點心時間。

夏天廚房阿姨會盛來一小碗冰涼的紅豆湯,冬天則是熱的。「讀幼兒園就是為了吃點心啊!」讀中班的我心裡這麼想,家裡的早餐一向只有吃飽的食物,沒什麼甜食點心,「早知道讀幼兒園這麼好,我小班就來了!」

點心時間結束後,就是全校集合的時間,小朋友們整齊劃一地列隊站在戶外遊戲場上,彼此維持一個手臂的距離。

燙屁股的溜滑梯

印象中,園長總是滔滔不絕訓著話,就像伸縮喇叭一樣發出叭啦叭啦嘈雜的聲音,而小朋友們雖然勉強站在原位,卻很難忍著不動,一會兒摸摸別在圍兜上的小手帕,一會兒伸進口袋裡看玩具還在不在,身體搖來晃去動個不停。

盛夏強烈的陽光直射遊戲場,草地旁的小水池反射著耀眼的陽光,總算忍耐到園長講完話,小朋友們像箭一樣爭相衝向遊戲場邊的遊具,人人都想搶到最好玩的溜滑梯!還記得有一回我的玩伴小蔡一馬當先衝上溜滑梯一躍滑下,「啊,好燙!」原來是金屬溜滑梯被太陽晒得能燙人屁股。

小朋友笑成一團,一群人爭先恐後推擠著要上去試一下到底有多燙,大家在遊戲場上追趕跑跳的樣子,是紅豆湯之外,留在我心中最鮮活的幼兒園印象。

溫度是粒子晃動的速度

當我開始研究溫度,發現空氣粒子與空間的關係,像極了活潑的幼兒園生和他們的遊戲場。如果我們把幼兒園的戶外遊戲場想成一個密閉的空間,小朋友視為空間內氣體的粒子,那他們不規則的移動或搖晃的速度,就是空氣溫度。

當氣體粒子緩慢晃動,就像小朋友們站在原地東摸西摸地聽講,氣溫就比較低;當氣體粒子如小朋友失控地跑動及四處碰撞,空氣溫度就會變得比較高了。

水分子與金屬分子

那靜止的液體中的水分子也是會晃動的嗎?美國知名的諾貝爾物理獎得主,被稱為科學頑童的理查.費曼是這麼描述的:如果把一顆水滴放大200萬倍變成24公里寬,仔細觀察它,水滴表面並非那麼平滑,「看來倒像是從遠處看著足球場內萬頭鑽動的觀眾。」放大到10億倍時,就會看到每顆水分子都是不斷地搖晃、碰撞、旋轉,同時扭來扭去。

水分子和空氣粒子的活躍表現很類似,水分子彼此貼近且晃動較小時,代表液體溫度較低,水分子距離很遠且晃動很大,代表液體溫度較高。沸騰則是晃動的極致,每個水分子在劇烈的晃動下掙脫束縛,以水蒸氣的形式離開。即使是常溫, 液體表面的水分子也會因自己的晃動及同伴的碰撞,從液態變成氣體脫逃水面,這就是蒸發,在風速愈大,空氣愈乾燥的條件下愈明顯。

最後,像是金屬溜滑梯、建築物的牆壁、柏油路面這類的固體,則常用表面溫度來描述它的分子晃動的速度。但固體是個不動如山的傢伙,分子之間緊密相連,溫度再高,分子也只能在原處振動無法逃脫。

如何量測溫度

你手上這本書的封面寬度是幾公分長?這個問題並不難,拿一把尺就可以直接量測,因為這本書是真實具象的物體,你手上這把尺也有公訂的標準刻度,所以任何人在任何地方量測這本書的寬度,都會得到相同的結果。然而,溫度是粒子的動能,是沒辦法直接量測的, 只能間接量測某一種性質來進行溫度的推估。

要量測空氣溫度,最直覺的就是國小自然課使用的棒狀玻璃溫度計,利用玻璃管裡的水銀或染色酒精,藉由熱脹冷縮產生升降,再配合安德斯.攝爾修斯(Anders Celsius)以水的冰點為0℃、沸點100℃定義的攝氏刻度,來間接反應出環境的氣溫。

若你拿一個溫度計站在炎熱的太陽下,量到的可就不是空氣溫度。傳統玻璃溫度計量到的是外層覆蓋的玻璃溫度,而電子式溫度計量到的則是密閉塑膠殼內的空氣溫度,不論哪一種溫度計,都會因為受到太陽強烈的照射,而使測得的氣溫異常升高。

百葉箱量測空氣溫度

所以,正確量測空氣溫度的方式,應該是將溫度計移到一個有陰影且通風好的地方,放在氣象站觀測坪上那間有百葉窗看似養鴿子的小木屋,也就是史蒂文生式(Stevenson)百葉箱裡,這是量測空氣溫度的最佳場所。

而表面溫度的量測又與空氣溫度大不相同,你可以將溫度計緊貼在物體表面,或是利用物質會依照表面溫度釋放出輻射量的特性,拍攝紅外線影像來推估表面溫度。COVID-19疫情期間大家對於這種影像應不陌生,紅色或紫色就代表你身體的溫度較高,不管是發燒或是提了一碗熱湯,應該都逃不過它的法眼。

氣溫和表面溫度的差異

雖然大家都知道空氣溫度和表面溫度的差異,但是我們常不自覺會進行錯誤的量測或解讀。新聞報導中誇張地打了一顆生蛋在柏油路面煎到吱吱作響,只能說明柏油的表面溫度高且熱傳導好,無法代表上方的空氣溫度一定很高,兩者不見得有密切的關聯。

就像幼兒園那座金屬溜滑梯,即使表面溫度高到燙手,但上方的空氣溫度也許仍維持常溫,廚房內即使有好幾鍋煮沸中的紅豆湯,室內空氣溫度也上升不了多少。這是因為表面溫度對空氣溫度的加熱效果有限,同時空氣也因持續流動而讓氣溫維持穩定。

失序分子呈現溫度

如同史蒂芬.霍金(Stephen Hawking)在《時間簡史》中闡明的:世界上沒有什麼東西是靜止不動的。

萬物會依照內部分子失序的程度來呈現它的溫度,不論是微幅晃動或劇烈碰撞,這本為自然界再正常不過的狀態。萬物也正是透過振動,以溫度來證明它真實存在的事實。所以應該把溫度看作是失控無序的現象,還是被人們享受並珍惜的自然界恩賜呢?人們有沒有可能將溫度的變化視為一個自然循環變化的狀態,在夏天享受皮膚發熱流汗,在冬季體驗身體毛孔收縮,不過度控制也不無端干擾,與環境建立長久永續的互動關係呢?

分子的振動,牽引著地球上溫度的起伏變化。接著我們要來探索,什麼樣的振動,讓地球有剛剛好的溫度─能讓人類及所有生活在此的生物孕育生命。

消暑涼方01:四季的溫度變化本是自然循環。我們要充分感受、體驗溫度的變化,維持身體適應的本能,而非一味與自然對抗。(昀恬/輯)

《跳出溫度舒適圈》
作者:林子平(都市熱島專家)
出版社:商周出版

其他書訊: 
《極大化總效用理論的世界觀》
作者:林忠正(中研院經濟研究所研究員)
出版社:翰蘆

近代經濟學家大多是在極大化總效用理論的薰陶下成長而成的,擅長利用此理論來分析世事。作者近年來卻認為培養他長大的經濟學可能是一種從第一個假設開始就出差錯的的分析架構,利用它來看世界可能會建立錯誤的世界觀。

透過本書的論述,慢慢浮現在我們眼前的結論是:極大化總效用理論可能真是一種從第一個假設開始就出差錯的國王新衣等級的錯誤分析架構,利用它來看世界可能會讓你建立一套錯誤的世界觀。

《秋光侘寂》
作者:吳鳴(歷史學者)
出版社:允晨文化

吳鳴年輕時就以散文名家,後以史論馳騁學界,閒來雅好音樂與書法,出入其中,優遊而自得。《秋光侘寂》收入其近年力作廿四篇,或懷往事,或寫童年;或談書藝,或敘愛樂;或論史事,或議時事。順手捻來,皆成佳篇,既顯其文章華采,也可見其治學之深、腹笥之廣以及視野之寬。

本書堪稱意到神隨的西方絮語散文。閒閒寫來,自成別趣。作者是歷史學者,也是追求閒情逸趣的風雅士子。雖謙稱專業之外都隨興,不求專精;其實筆到之處皆深刻,親情如此,史學固然,音樂、書法、茶道、飲食……也都面面俱到。

《居酒屋.餐酒館.酒吧 關東煮料理》
作者:旭屋出版編輯部
出版社:瑞昇

無論是餐飲店、便利商店,還是在家中,「關東煮」是天氣一變冷就很受歡迎的料理。享用時熱騰騰的美味、蔬菜肉類漿丸類各種食材賦予的趣味,這些都是關東煮的魅力所在。

我們所熟悉的關東煮如今更進化成會出現在居酒屋、餐酒館、酒吧的料理。關東煮食材會用關東煮高湯烹煮,這過去非常簡單的料理搖身一變,成了風味與呈現充滿巧思的「新型態關東煮」。

書中會介紹過去不曾有過,以法式高湯或雞湯烹煮的關東煮,上菜時澆淋蛤蜊高湯的關東煮,甚至還有淋上牛肝菌菇醬的關東煮,都是有著意想不到美味的關東煮。