尿尿為什麼會濺？2026 搞笑諾貝爾物理獎小便斗

小便斗怎麼設計才不會濺？2026 搞笑諾貝爾物理獎：尿流斜 30 度以內打到牆就幾乎不濺，新設計濺出量只有市售款的 1.4%；但全在實驗室用水測，最差條件只少 24%。

張宏嘉 Benjamin Chang 皮膚科專科醫師 · VSKIN 院長 · PSKIN 主治醫師

發表於 2026年10月17日 論文導讀

公共男廁的小便斗上方，常貼著一張標語：「向前一小步，文明一大步。」意思是請男士們再靠近一點。

標語貼了很多年，地上還是濕的。對站在小便斗前面的人來說，濺出去的那幾滴是外部成本：尿完、拉上拉鍊、洗手走人，地上那一圈，留給下一個拎著拖把進來的清潔人員。

2026 年 9 月 3 日，瑞士蘇黎世，搞笑諾貝爾物理獎（Ig Nobel Prize）頒給四位研究者，得獎理由是「在理論與實驗上，嘗試設計一個不會濺的小便斗」。他們沒有去改男人的習慣，改的是牆。排尿的條件大多改不了，尿流打到牆面的角度，卻可以靠形狀控制：斜斜打上去，幾乎不濺；正面撞上去，水花就往回噴。瞄得再準，撞上去的角度不對，照樣會濺。

這些都是在實驗室裡用水和人工噴嘴測的，沒有真人，也還沒有量產。新設計比一般小便斗少濺很多，但沒有到零。

想先知道尿濺到地上會不會傳染、天天刷廁所的人手會不會長濕疹，可以直接跳到後面〈尿濺到地上很髒，會不會被傳染？〉與下一節。

男生尿尿為什麼會濺出來？

拿水管沖過牆的人都知道。水管對著牆正面直沖，水花會彈回來打濕褲管；把水管斜過來，讓水貼著牆面射上去，水就順著牆流下來。

尿也一樣。尿流離開身體不久就會斷成一顆一顆的水滴，論文量到的中位直徑是 4.4 到 7.2 公釐。水滴撞上牆面，會先攤成一層很薄的水膜往四周推開；推得夠猛，水膜的邊緣就翹起來，碎成更小的水滴飛出去。這就是濺。

翹不翹得起來，看的主要是水滴「垂直撞向牆面」的那一份速度。斜著打，那一份速度小，水膜就貼著牆滑走。2019 年一篇物理論文已經發現，斜面夠斜的時候，水滴的濺出可以完全被壓下來。

角度的量法要先講清楚：論文說的角度，是尿流跟牆面之間的夾角。90 度是正面直撞，數字愈小愈斜。

團隊用 3D 列印做了一支人工噴嘴，內部形狀照人類的尿道，接上幫浦和流量計，往一片直徑 10 公分的玻璃圓盤上「尿」，圓盤的傾斜角從 20 度一路調到 90 度。圓盤放在水桶裡，濺出桶外的水由紙巾接住，測試前後秤紙巾的重量。

結果是一條 S 形的曲線。20 度以下幾乎量不到濺出；過了 30 度，曲線才開始往上翹；到了 70 度以上，跟正面直撞差不多。論文把 30 度叫做臨界角，而且在人類排尿的範圍內，這個角度幾乎不隨尿流的速度和水滴大小改變。

圖一：角度愈斜，濺得愈少。30 度是曲線開始起飛的地方，不是一個開關。依 Thurairajah 2025 圖 2 示意重繪。

鸚鵡螺小便斗是什麼？名字來自一條曲線

知道了 30 度，麻煩才開始。尿流不是一條固定的線。

從上往下看，人瞄的方向會偏左、偏右，尿流像一把從同一點放射出去的射線。從側面看，剛開始膀胱壓力大，尿流射得遠、幾乎是水平的；快結束時壓力小，最後幾滴差不多直直往下掉。中間是一整族由平到陡的拋物線。

一般的小便斗，只對其中一部分是斜的。論文替四款小便斗畫了「撞擊角度地圖」：杜象（Marcel Duchamp）1917 年那件藝術品《噴泉》用的小便斗，和一款現代的市售款，底部都有 60 到 90 度的區塊。尿打在那裡，就是正面撞。

要讓每一條射線、每一條拋物線打上去都是 30 度，牆面該長什麼樣子？這在數學上叫等角曲線問題：找一條線，跟一整族曲線交叉時，每一處的角度都一樣。

上視圖的答案，是一條愈轉愈大的螺旋，叫等角螺線，也叫對數螺線。論文寫，它就是鸚鵡螺殼上的那條曲線。左右各一條，在正前方交會成一個尖點。把這條螺線往上拉成直立的牆，就是鸚鵡螺：一座細長、落地式的小便斗。

所以「鸚鵡螺」這個名字，講的是一條數學曲線。設計的人並沒有照著貝殼的模樣去仿。

圖二：從上往下看，要讓每一條偏左偏右的尿流都以 30 度打到牆，牆的形狀必須是等角螺線，也就是鸚鵡螺殼上那條線。依 Thurairajah 2025 圖 3c 示意重繪。

側視圖的答案，剖面看起來像號角。論文用的字是 cornucopia，西方傳說裡裝滿水果的豐饒之角。把這條線繞著中軸轉一圈，就是另一款：號角，掛在牆上，開口朝前。

圖三：從側面看，尿流是一族由平到陡的拋物線；要讓每一條都以 30 度打到牆，剖面就長成號角的樣子。依 Thurairajah 2025 圖 3b 示意重繪。

在角度地圖上，兩款新設計整面都在 30 度以下。

作者最後推的是鸚鵡螺。號角只對設計時假設的那個身高最理想，人高一點、矮一點就打偏了。鸚鵡螺的開口離地 430 公釐到 140 公釐，符合無障礙規範「不高於 430 公釐」的要求，作者說依造型還可以更低，小孩、坐輪椅的人都搆得到；開口大，也比較好清。它對瞄不準的人比較寬容，作者覺得在飛機和船上這種站不穩的地方可能派得上用場。

新設計真的完全不會濺嗎？

測試用的還是那支人工噴嘴，這次水平擺在胯下的高度：美國男性的中位數 86.6 公分，另外測了第 95 百分位的 93.3 公分與第 5 百分位的 79.6 公分。小便斗照美國機械工程師學會（ASME）的標準安裝，每次「尿」1 公升水。

第一種測法看得見。水染了色，地上鋪一大張牛皮紙，尿完晾乾再拍。《噴泉》兩側的水點最遠到約 1 公尺，市售款約 0.5 公尺；兩款新設計，紙上幾乎看不到濺痕。論文在註腳裡說，這個實驗可以想成重演一百年前巴黎某位上班族的如廁時間，《噴泉》這個名字也許因此多了一層意思。

第二種測法量重量：在小便斗四周用鐵絲框掛上紙巾，接住濺出來的水滴再秤。

圖四：四款小便斗在五種條件下的濺出量，縱軸是佔總尿量的百分比。依 Thurairajah 2025 圖 6 示意重繪，長條高度為目視估讀，精確數字以正文為準。

結果要兩個數字一起看。

論文摘要寫，新設計的濺出量可以降到市售款的 1.4%。這是相對值，而且正文沒有寫明是哪一款、在哪一個條件下量到的。

最不理想的一組是中高度、中流量：鸚鵡螺只比市售款少 24%。作者自己說這個改善「沒那麼亮眼」，也指出這個條件下大家本來就濺得少。市售款濺得兇的是低流量和高流量，在這兩組，鸚鵡螺分別少了 85% 和 95%。號角壓低濺出的表現，又比鸚鵡螺更好。

1.4% 還要再拆一層。從論文的圖讀，就算是市售款，濺出來的量也只佔總尿量不到 1%；《噴泉》在高流量時約 3.5%，是所有組合裡最多的。所以 1.4% 的意思是：本來不到 1% 的濺出，再降到那個量的 1.4%。只有 1.4% 的尿濺出來，是讀錯了。

《噴泉》的結果也有意思。它的底部是平的，照角度地圖應該濺得很兇，可是四周的壁擋下了大部分水滴；只有在高流量時，兩側的壁太淺，它成了全場濺最多的一款。市售款的壁比較深，同樣靠擋。號角表現好，一部分也是因為側壁長、邊緣深，把少數濺起來的水滴又接了回去。

這些數字，要連同它們的條件一起讀：

• 全部在實驗室裡做，受試的是水、3D 列印的噴嘴和幫浦；小便斗也沒有裝進真正的公廁做現場測試。
• 新設計的原型是高密度泡棉，用電腦數控銑床切出形狀，再塗環氧樹脂、打磨、上漆、上蠟；市售款是買來的上釉陶瓷。作者說這種樹脂表面對防濺其實不利，換成瓷器可能更好，但沒有測。
• 論文自己有一處對不上：看得見的那一組，紙上幾乎一片空白；秤重的那一組，卻量得到濺出。作者提出的可能解釋，是濺出來的水滴太小，落地前就蒸發了。這個解釋沒有驗證。
• 論文標題寫 splash-free（不濺），內文用的字是「幾乎消除」「大幅減少」。
• 作者認為這個設計不需要特殊材料或塗層，可以直接大量採用。這是他們的看法；目前查不到任何量產或實際安裝的資料。
• 號角在高高度那一組，噴嘴要往下傾斜 15 度，尿流才不會越過小便斗的上緣。

地上那幾滴，一天加起來有多少？

論文開頭給了一個很大的數字：美國的非住宅場所有約 5,600 萬座小便斗，作者推算，每天濺到地上的尿超過 35 萬公升，量級約一百萬公升。

兩個數字都要附上來源。5,600 萬引自一份衛浴製造商公會委託的業界報告，那份報告自己寫的是約 5,450 萬座；同一份報告也列出美國環保署 2009 年的估計，只有約 1,200 萬座，報告作者表示不同意環保署的數字。35 萬公升是作者自己估的下限，算法放在論文的補充資料裡，本站沒有取得。另外，「非住宅場所」不只公廁。

錢的部分，論文引了多倫多地鐵：2020 到 2024 年，每間廁所每年的清潔費用預估平均 122,418.18 加幣。作者估計，換成新設計，每間每年最多可以省下約 1 萬加幣。

在這之前，最有名的防濺辦法是一隻蒼蠅。阿姆斯特丹史基浦機場在小便斗裡貼上蒼蠅圖案，讓人有個東西可以瞄；據報濺出少了 50 到 80%，沒有歸零，清潔費少了 8%。論文引用的出處是一篇雜誌文章，不是研究。那隻蒼蠅改的是人瞄哪裡，這篇論文改的是牆的形狀。

尿濺到地上很髒，會不會被傳染？

論文說尿裡很適合細菌生長，小便斗的表面與四周的確髒。看幾份研究實際量到的：

1976 年一份英國調查，在 130 間男女廁所的不同位置採菌。從那篇論文的圖讀，小便斗的採樣約 85% 超過每平方公分 1,000 個細菌，馬桶座約 20%。

2021 年一份調查 61 間公廁的研究，作者之一在國立臺中科技大學。小便斗區最髒的取樣點，是小便斗下方的地板。得獎論文引用它，說小便斗周圍地板的氨約是馬桶附近的一百倍；這個倍數是從那篇研究的圖讀出來的，原文沒有寫。

2011 年美國一份研究用基因定序看 12 間公廁、每間十種表面：地板的菌種最多樣，馬桶表面多腸道菌；女廁到處都有陰道常見的乳酸桿菌，研究者推測是尿液帶過去的。

這幾份研究證明的，都是表面有菌。沒有一篇追到有人因此生病。

得獎論文還有一句，說尿「大多是無菌的」。這是傳統細菌培養的說法；2012 年一篇研究，在成年女性的膀胱裡找到用一般方法培養不出來的細菌。

鞋底呢？2024 年一篇系統性回顧整理了 18 篇研究，在醫院的地板與鞋底找到 MRSA（抗藥性金黃色葡萄球菌）、VRE（抗萬古黴素腸球菌）與困難梭狀桿菌，但跟病人實際感染的關聯沒有建立。那些都是醫院。公廁的鞋底、帶回家給小孩爬的地板，本站查到的文獻裡沒有研究。

液滴把菌帶出去，是感染管制裡的老題目。

2020 年，巴黎一家教學醫院做了模擬：把尿壺倒進馬桶，再到洗手台沖洗尿壺；壺裡裝的是每毫升含一百萬個抗藥性腸道菌的生理食鹽水，另一組用螢光劑看濺點。36 次測試裡，馬桶邊緣 36 次都被濺到，馬桶座的底面 34 次，洗手台內側 34 次；洗手台裡最常驗到菌，48 個採樣有 40 個。衣服很少被汙染，只有手套例外（14 次）。三小時後，菌就驗不到了。

2017 年，美國維吉尼亞大學在一間模擬的洗手台實驗室裡，讓帶螢光的大腸桿菌在排水管的存水彎裡長成生物膜。菌待在存水彎的水裡時，開水龍頭並不會把它濺上來；七天內，生物膜往上長到了濾網，之後一開水龍頭，水滴就把菌濺到周圍 30 吋（約 76 公分）以內。

急診沖洗傷口也是同一個物理問題。1993 年一個用牛肉做傷口模型的實驗，高壓沖洗會把液體濺到操作者的臉和胸口，也濺到一公尺外；防濺罩直接貼著傷口用時，臉上一滴都沒有。

還有一件常被混在一起講的事：沖水。2013 年一篇回顧整理，馬桶沖水會產生大量可能帶病原的氣霧，但到當時為止，沒有研究清楚證明它會傳染疾病，也沒有研究否定。2022 年的實驗用雷射照亮氣霧，看到商用馬桶沖水的氣流速度超過每秒 2 公尺，8 秒內把氣霧帶到 1.5 公尺高。那是沖水的時候，這篇得獎研究談的是尿流打到牆，是另一件事。

天天刷小便斗的人，手會不會長濕疹？

得獎論文把清潔人員寫進了研究動機：濺出來的尿，替他們添了一份不舒服的工作，要反覆清理、反覆消毒。

2023 年，日本橫濱一家醫院量過這件事。研究者在院內既有的小便斗、馬桶、洗手台各 16 個上，塗一層含腺苷磷酸的模擬汙染物，讓穿著防護裝備的清潔人員用刷子或海綿清洗。刷完之後，清潔人員的防護裝備、馬桶旁的置物架、衛生紙架的蓋子上，驗到的量都明顯升高；刷小便斗和馬桶時，用刷子比用海綿濺得多。

清潔人員的手部濕疹，是皮膚科門診會遇到的真問題。2025 年丹麥一個群集隨機試驗，三家醫院受邀的 234 位清潔人員裡有 224 位參加，分成三組：一組看圖卡和影片、再加一堂小組衛教（73 人），一組只看圖卡和影片（78 人），對照組照常（73 人）。24 週後，兩個衛教組的手部濕疹嚴重度與盛行率，都比對照組明顯下降。摘要裡沒有列出各組的數值。

如果你的工作是打掃，或家裡有人做這一行，〈你的雙手，正在無聲地求救——慢性手部濕疹完整解析〉的預防那一段值得先看：每天碰水超過兩小時、洗手超過二十次就算「濕式作業」，手套悶久了本身也是刺激，那篇寫了手套和保濕要怎麼搭。

小便斗少濺一點，清潔人員的手部濕疹會不會跟著變少，沒有研究直接證明，這一步是推論。真的少濺，能少掉的是幾次拖地、幾次濕手的工作；濕疹會不會因此變少，要等有人去量。

濺到褲管、鞋面的那幾滴尿，會不會讓皮膚發炎？很多人以為尿布疹是尿裡的氨造成的。1977 年一篇研究比較了 26 個被診斷為「氨性皮膚炎」的嬰兒和 82 個對照嬰兒，尿布擠出來的液體裡，游離氨沒有差別（402 對 465 ppm）；把高氨的尿塗在嬰兒和成人完整的皮膚上，也誘發不出皮膚炎，只有包覆在刮傷過的皮膚上才會紅。尿布疹要的是長時間、悶在裡面的接觸，1986 年的無毛小鼠實驗再加上一條：糞便裡的酵素。幾滴濺在褲管上的尿，跟那種情況差得很遠。

叫兒子、老公坐著尿，比較好嗎？

這篇得獎論文沒有比較坐和站。在家用馬桶上坐著尿是不是比較不濺，本站查到的文獻裡也沒有實測數據。

有數據的是另一個問題：尿得乾不乾淨。2014 年荷蘭萊登大學醫學中心的統合分析，收了 11 篇研究：

• 健康男性：坐著或站著，最大尿流率（差 0.18 mL/s，95% 信賴區間 −1.67 至 2.02）、排尿時間（差 0.49 秒，−3.30 至 4.27）、殘尿量（差 0.43 mL，−0.79 至 1.65）都沒有差別。
• 有下泌尿道症狀的男性，例如攝護腺肥大：坐著尿，殘尿少 24.96 mL（95% 信賴區間 −48.70 至 −1.23）；最大尿流率多 1.23 mL/s（−1.02 至 3.48）、排尿時間少 0.62 秒（−1.66 至 0.42），這兩項沒有達到統計上的顯著。

家裡的男生如果身體健康，坐或站，就排尿本身沒有差。攝護腺肥大、常覺得尿不乾淨的人，坐著尿殘尿比較少；這是姿勢上的小調整，排尿症狀還是要讓泌尿科醫師看。

同一套算式倒過來，就是一面專門濺回去的牆

論文最後開了一個玩笑，也順便示範方法：把臨界角設成 90 度，解出來的牆面會讓每一條尿流都正面撞上。作者把它取名 urine-no，建議裝在酒吧的外牆上，讓隨地小便的人自己被濺回去。

論文也順口提到狗。狗對著樹或牆抬腳尿，尿流打上去的角度通常很斜，濺回自己毛上的就少。牠抬腳是為了標記地盤，少濺是附帶的好處。

這個題目做了很久。2013 年，Randy Hurd、Tadd Truscott 等人在美國物理學會的流體力學年會上報告過〈Urinal Dynamics〉，用高速攝影拍模擬尿流打在硬面與水面上。Truscott 是今年的得獎者之一，但不在 2025 年這篇論文的作者名單裡。滑鐵盧大學的新聞稿說，這項研究斷斷續續做了十多年。

2025 年 4 月發表在《PNAS Nexus》的論文有七位作者，第一作者是滑鐵盧大學的博士生 Kaveeshan Thurairajah，通訊作者是機械與機電工程系的 Zhao Pan，韋伯州立大學的 Randy Hurd 也在其中。《PNAS Nexus》是美國國家科學院的開放取用期刊，跟《PNAS》本刊是兩本。

四位得獎者都到了蘇黎世。滑鐵盧大學的新聞稿說，典禮在一座 1,500 席、門票賣光的劇院，團隊穿著亮黃色的雨衣上台。獎品是一座腳加蘑菇造型的雕像，和一張辛巴威十兆元的鈔票。

Zhao Pan 在新聞稿裡說的是：「沒有物理和數學，我們連一個不起眼的小便斗都設計不出來，更別說更複雜的東西。」網路上流傳的「人性解決不了的問題，就交給物理」，在論文、新聞稿與頒獎單位的資料裡都找不到。

同一個晚上，搞笑諾貝爾生物獎頒給一篇踩巴西蝮蛇的論文；那條蛇的毒液，半個世紀前變成了一整類降血壓藥。皮膚科會在嘴唇、眼皮突然腫起來的病人身上遇到它的副作用，寫在〈ACE 抑制劑來自蛇毒：巴西蝮蛇與 2026 搞笑諾貝爾〉。

一個多月後，真正的諾貝爾物理學獎頒給了 Francis Halzen，他在南極冰層裡埋了五千多個感測器，等宇宙來的微中子偶爾撞上一顆原子核（〈2026 諾貝爾物理學獎：南極冰裡怎麼抓到微中子？〉）。那邊用的是一立方公里的冰，這邊用的是一個水桶和幾張紙巾，兩邊都在看東西撞上去的那一瞬間發生了什麼。

小便斗上那張「向前一小步」的標語，要求的是人。這群工程師試的，是讓牆去遷就人。