我們周遭都是科技產品，你知道它們是怎麼運作的嗎？
若不知道原理，使用起來不會擔心嗎？
科學，不只是一門學問，更是大人得知道的基本知識。
身邊所有的科學與技術，以及日常中與之相關的問題，在本書都可以找到答案。
【打開這些生活產品的黑盒子！】
相信多數人都認同，現在的生活如此便利，極大部分仰賴科學與創新技術所賜。但你可曾想過這些技術以及產品，運作的原理到底是什麼？他們又是透過怎樣的方式，幫助我們過上舒適的生活？
在這本書裡，作者盡可能用淺顯的詞彙，說明這些科學與技術的發明原理，希望能幫助更多人從「只懂得操作」，轉變為「了解其中的發明原理，在生活中充分運用它們」。
【本書獻給這樣的你！】
●對理科（科學）不在行但很有興趣。
●希望了解生活中各項物品的製造或應用原理。
●對周遭事物充滿好奇，想要深入探究。
【5大章節、55個主題，日常科學輕鬆讀！】
●生活中的科學：人類發出的熱量等同於一個電燈泡？電插座的插孔為什麼左右不一樣大？
●打掃．洗衣．烹調的科學：洗潔劑放太多也沒有效果？加酵素的洗潔劑與一般洗潔劑有什麼不同？
●舒適生活的科學：「會隱形的原子筆」並不是擦掉墨水？抗菌用品真的有效果嗎？
●健康．安全管理的科學：殺蟲劑、防蟲劑、除蟲噴劑對人體無害嗎？營養飲料有多大的效果？
●尖端技術、交通工具的科學：觸控板如何測知手指的動作？生物辨識真的安全嗎？
黑箱化的事物構造，即使不知道也能活得好好的。很多製品只要會用按鍵開／關就能使用。即使如此，我們還是認為「了解這些小知識，會有幫助、有用處，讓人深感還好早知道。」──左卷健男
作者
左卷健男
1949年出身於栃木縣小山市。畢業於千葉大學教育學系（物理化學科）。東京學藝大學研究所教育學研究科（物理化學學科）修畢。曾擔任東京大學教育學系附設高中（現東京大學教育學系附設中學）教師、京都工藝纖維大學教授、同志社女子大學教授等職，現為法政大學教職課程中心教授。同時擔任《理科的探險》（ RikaTan ）雜誌總編輯、國中理科教科書編輯委員、作家（東京書籍出版之教科書）。
審訂者簡介
徐桂珠
交通大學光電工程所博士。曾任教於長庚大學及中央大學之光電所。
譯者簡介
陳嫻若
日文系畢。曾為出版社日文編輯，目前專職日文翻譯。喜歡閱讀文學，也樂於探究各領域的知識，永遠在翻譯中學習。譯作有《今天也謝謝招待了》、《森之眠魚》、《宮澤賢治短篇小說集I》、《貓式生活──徹底解讀喵星人的100種狀態》、《小熊》、《怒》、《贖罪》等。
目錄
第一章 「生活」中拾手可得的科學
1 沒有葉片的電風扇，如何製造出風呢？
2 冷暖空調如何產生舒爽的空氣？
3 紅外線暖桌發出的光為什麼不是紅色的？
4 遙控器如何傳送指示？
5 電插座的插孔為什麼左右不一樣大？
6 碳鋅電池與鹼性電池有什麼不同？
7 人類發出的熱量等同於一個電燈泡
8 LED照明的電費會是螢光燈的一半？
9 CD、DVD、BD是如何記錄聲音與影像？
10 液晶電視如何映出影像？
11 4Ｋ電視能提供多好的畫質？
12 什麼是下世代螢幕有機EL？
第二章 「打掃．洗衣．烹調」中拾手可得的科學
13 掃地機器人的頭腦聰明嗎？
14 洗潔劑放太多也沒有效果？
15 加酵素的洗潔劑與一般洗潔劑有什麼不同？
16 微波爐如何加熱食物？
17 冰箱如何保冷？
18 「不沾平底鍋」為什麼不沾？
19 壓力鍋為什麼能在短時間做出可口的料理？
20 IH電磁爐如何加熱烹調？
第三章 「舒適生活」拾手可得的科學
21 日本的硬幣是用哪種金屬製造的？
22 「會隱形的原子筆」並不是擦掉墨水
23 抗菌用品真的有效果嗎？
24 紙尿布為什麼吸滿水分卻不會漏？
25 電子體溫計為什麼只要用幾十秒就能測出溫度？
26 最近的抽水馬桶也會發電？
27 「防霧鏡」為什麼入圍諾貝爾獎？
28 冒出碳酸氣泡的入浴劑有效果嗎？
29 體脂肪計在剛洗完澡時會出現誤差？
30 發熱衣那麼薄為什麼穿了卻很暖？
第四章 「健康．安全管理」拾手可得的科學
31 紫外線有助於鈣的吸收？
32 營養飲料有多大的效果？
33 氫水只不過是一般清涼飲料？
34 殺蟲劑、防蟲劑、除蟲噴劑對人體無害嗎？
35 「混用有危險」如果混合的話會怎麼樣？
36 感冒藥不能消滅病毒或細菌嗎？
37 為什麼流感會在春天大流行？
38 如何防止靜電的「啪嚓」感電？
39 幼兒誤食異物該如何處理？
40 為了防止熱休克死亡，最好在晚飯前洗澡？
41 冬季頻傳的一氧化碳中毒該如何防範？
42 發生火災的「發火點」與「引火點」是什麼？
第五章 「尖端技術、交通工具」中拾手可得的科學
43 太陽能電池如何發電
44 無人機與遙控直升機完全不一樣？
45 GPS如何鎖定位置？
46 3D列印是如何「列印」的呢？
47 IC卡或非接觸充電是怎麼做到的？
48 生物辨識真的安全嗎？
49 條碼或QR碼的原理是怎麼樣的？
50 手機如何連接網路？
51 觸控板如何測知手指的動作？
52 如果在行駛中的捷運裡跳躍會怎麼樣？
53 新幹線車頭為什麼像鴨嘴一樣突出？
54 飛機為什麼能飛上天空？
55 節能車的「節能」是怎麼樣的架構？
序／導讀
作者序
各位讀者好。
本書是為下列三種人寫的書。
．對理科（科學）不擅長但有興趣的人。
．想了解生活中各種製品的構造！
．想了解生活四周應該注意的事！
我們的生活受惠於科技，變得方便又舒適，但幾乎是在黑箱的狀態下使用它，它的內部是什麼樣子？架構如何？卻一無所知。
本書的編撰成員，都是《RikaTan（理科的探險）》理科雜誌的編輯委員，這份雜誌的宗旨是「看科學、懂科學、玩科學」，雜誌的企畫與編輯都在努力向世界展現：「理科（科學）真的很有趣！」
因此，這裡挑出55個主題，試著將它們「盡可能解說得簡單易懂」和「讓讀者明瞭這裡面有著這樣的架構」。
雖然編撰者不只一位，但為了營造出統一感，所以初稿寫好後，大家會一起討論，也常常大幅度的改寫，讓本書看起來就像是「由一位可以簡單說明事物構造的人全部撰寫」的質感。
不擅長理科（科學）的讀者，是本書最關注的對象。
坦白說，黑箱化的事物構造，即使不知道也能活得好好的。很多製品只要會用按鍵開／關就能使用。即使如此，我們還是認為「了解這些小知識，會有幫助、有用處，讓人深感還好早知道。」
如果各位看完本書，真的實現了我們這個心願，則不勝快慰。
最後，明日香出版社的田中裕也編輯代表所有不擅理科（科學）的人，對各編寫者的稿子不斷挑毛病，督促改善，並且辛苦的完成編輯作業，我要在此向他獻上感謝。
試閱
第二章 「打掃．洗衣．烹調」中拾手可得的科學
13 掃地機器人的頭腦聰明嗎？
掃地機器人打掃房間時，不但會閃避障礙物，而且即使有樓梯也不會掉落，結束後還會回到固定的地點。這麼聰明的祕密在哪裡呢？
掃地機器人有2種
搭載人工智慧的新型掃地機器人，大致可分成兩種類型。
第一種的動作看起來莽莽撞撞，毫無章法，這種類型是遇到障礙物時就會改變前進路線，同時就像是我們在黑暗中，會伸手探索房間狀態一般，掌握空間狀況。
乍看起來，它的行動像是隨機變換，但是它一邊前進，一面掌握方向，即使同一個地點經過好幾次，也不會有任何遺漏。
第二種類型會事先掌握房間大小和狀況，建立「地圖」，由人工智慧思考移動路線後行動。
這種類型有如具有意志般在房間內直線移動，有效率的進行掃除。因而，這種類型的打掃時間也比較短。
以探測器掌握大略環境的類型
現在市面上銷售的掃地機器人，大多都是用探測儀掌握環境的類型。
這種類型裝有觸碰感測器，超音波感測器或紅外線感測器，接近牆壁或障礙物時即可感應。因此它會一面接近碰觸牆壁或障礙物，一面改變方向，探索房間的狀態。條件反射式行動※1是它的特色。
而且，距離感測器會計算前進的距離、陀螺儀感測器可感應旋轉角度，掌握自己所在的位置。輪子打滑時加速度感測器會檢測到，從而修正行走距離。
以探測器先掌握大略環境，人工智慧再配合狀況，如遇到椅腳時，它便會沿著椅腳周圍打掃。
事先建立地圖的類型
這種掃地機器人使用的技術叫做SLAM※2。
SLAM是一種人工智慧，可同時進行地圖製作（mapping）和掌握置身位置（localization），藉此自行控制移動的技術。
具體來說，它會用光學照相機拍攝房間的天花板和牆壁，或向周圍射出雷射光、超音波和紅外線等，再依靠回傳狀況，測量自己與牆壁的距離，繪製房間的地圖。人工智慧會根據該地圖想出最有效率的移動方法後行動。
因此，它能在房間裡直線移動打掃，宛如具有意志一般。
但是，它所製作的地圖畢竟比較粗略，所以，偶爾也會有碰到椅腳的情形。這時它也會像前一種探測器掌握空間型那樣，在椅腳周圍繞一圈打掃。
換句話說，它就是探測空間型再加上製作地圖功能的掃地機。
掃地機器人為什麼不會從樓梯摔落？
另外，為什麼掃地機器人不會從樓梯摔落呢？其原因就在掃地機下方設置的紅色線感測器。這個感測器會測量與地板的距離，檢測樓梯或玄關的邊緣。
紅外線感測器能檢測出地板的凹凸，所以也能辨別地板與地毯的不同。走在地毯上時會自動提高吸力，也是紅外線感測器的功勞。※3
另外，行走到塵屑較多的地方，它會像是長了眼睛般提高吸力。只不過掃地機器人並不是用攝像頭等的「眼睛」來發現塵屑。
它的吸入口設置了光感應器，會偵測塵屑通過，或是在吸入塵屑時感應它產生的聲音（周波數）變化等，在吸入塵屑後，從感應到聲音頻率高低的不同變化而判斷出此處應有髒汙的狀況。
掃地機器人在清掃結束後，會自動返回充電座，這也是感應器發揮的作用。
充電座會發出紅外線，掃地機器人靠著紅外線的指引返回。紅外線的功能就相當於燈塔。
所以，掃地機器人是靠著各種各樣的感測器，進行清掃作業，不過感測器，還是得靠人類勤加清潔才能正常運作。
※1：自動依環境的條件來調整自己的動作。
※2：Simultaneous Localization and Mapping 的簡稱。
※3：紅外線感應器有對黑色（會吸收紅外線）或透明（紅外線會通過）物體無法正確辨識距離的缺點。因此，會發生碰撞黑牆壁或玻璃的情況發生。
