幫地球算年紀：「地質年代學之父」霍姆斯誕辰｜科學史上的今天：1/14

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始，2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項，「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球，不過得主揚．扎拉謝維奇（ Jan Zalasiewicz）的文章中，其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相，竟然是海龜湯？！圖／americanoceans

文學史上用味覺帶出情節，最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭，由瑪德蓮的味道切入，接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭，也從品嚐岩石的味道切入，自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭？《舌頭、石頭，迸出新滋味？科學家為什麼要舔石頭？——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是，缺乏現代儀器之際，舌頭可謂方便的化學感應器，能提供有用的資訊。

• 延伸閱讀：舌頭、石頭，迸出新滋味？科學家為什麼要舔石頭？——2023 搞笑諾貝爾獎

當然，即使有了現代儀器，舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中，扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器，十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中，據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部（The Explorers Club）」舉行，主辦方宣稱當天有道菜，來自已經滅絕的動物大地懶（Megatherium）。但是幾天後有報紙披露，宴會中的奇珍異獸不是大地懶，而是來自阿留申群島，25 萬年久遠的猛獁象！

1951 年保存至今的晚餐。圖／取自 參考資料3

奇妙的是，當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯（Paul Griswold Howes）寫信要到一份樣本，一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館（Yale Peabody Museum）。

那一餐到底是大地懶，還是猛獁象呢？2014 年，耶魯大學的研究生葛拉斯（Jessica Glass）等人成功由樣本中取得 DNA，結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯，答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物，合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候，綠蠵龜尚未面臨滅團威脅，仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯，當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶，怎麼又會變成猛獁象？

最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯（Herbert Bishop Nichols），他也是基督科學箴言報（The Christian Science Monitor）的科學編輯。可考的記錄中，他第一個對外提出相關描述，後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖／取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料，那麼狀況就是：俱樂部用綠蠵龜做菜，宣稱是大地懶，報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞，雖然不是嚴謹的科學，卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑，也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相，往往不了了之。

儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注，對於這道海龜湯的追根究底，倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後，扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物：貨幣蟲（Nummulites）。許多古生物，當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護，貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候，英國古生物學家庫克派崔克（Randolph Kirkpatrick）提出一個觀點：地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲，後來它們變成稱為「貨幣球（Nummulosphere）」的地層，是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑，可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代，應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片（化學與地質獎從 10:18 開始）：

延伸閱讀

• 【2023 年搞笑諾貝爾獎快訊】10 項怪奇獲獎研究出爐
• 探險家到底吃了猛瑪象、大地懶，還是…？
• 猛獁旅行家，1.71萬年前旅行將近2圈地球

參考資料

1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
2. Eating fossils
3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

• 文／廖芷瑩

新北市八里區的十三行博物館，是證明臺灣先民擁有造鐵技術的證據，更是許多人假日郊遊的地點。但很少人知道，最早確認此地為臺灣珍貴遺址的人並非考古學者，而是地質學家林朝棨。

翻開臺灣地質與考古紀錄，林朝棨這個名字更是不可不提。不僅重要的考古遺跡「左鎮文化」、「八仙洞」有他的足跡；林朝棨作為地質科學的翹楚，對於臺灣的礦脈研究也做出了巨大的貢獻。

上山下海，地質學霸的養成之路

羅馬不是一天造成，學霸更不會一日成就。學識豐富的林朝棨先生，因時代背景及家庭因素，漸漸踏上臺灣地質界先驅研究者之路。

1917 年（大正 6 年）林朝棨出生於豐原，是當地望族的後代，並跟著父親信仰基督教。他從小在學業方面就展現出聰穎的天資，因此進入臺中第二中學校（今臺中二中）就讀，並考進臺灣總督府「臺北高等學校」。臺北高等學校是當時在臺灣唯一的高中，入學者以日人為主，競爭非常激烈，可說比當今的臺灣大學還難考。

更重要的是，林朝棨在參與教會活動的時候，認識了也同樣對臺灣地質科學及考古學有貢獻重大的日治時期科學家早坂一郎。接下來幾年，他們在臺灣上山下海，親身踏查也認識臺灣這片土地的構成。臺灣有許多現在地質、考古方面的重要地點，都可以追本溯源自於他們的這些踏查。

舉例來說，目前的「臺南左鎮化石園區」，正是起源自因 1930 年代當地保甲書記陳春木在該處撿到化石，加上早坂與林朝棨的研究發表，才讓世界看見臺灣化石的存在。此外，他們也一起發表了關於彰化八卦山及臺北市貝塚的發現，還有各式臺灣地質的紀錄。

而身為學霸的林朝棨，也在同時期完成臺北帝國大學地質古生物學科（現臺灣大學地質科學系）的學位，並成為第一屆唯一的一位學生。在眾多日本優秀地質科學家的教導與帶領下，他學習了理論與方法，並也完成無數次外地訪查，扎實的成為兼具理論與實作的研究者。而他所關注的臺灣土地相關的考古學與地質學，也在時代演進與諸多學者的努力下，一步步在臺扎根、也被更多人關注。

臺灣礦業發展背後的地質學推手

林朝棨的重要貢獻，除了地質學術研究外，他的許多發現更為臺灣現代化的發展打下科學基礎，像是對臺灣工業影響深遠的金礦、煤礦產業的礦脈，都在他的探究範圍內。

1930 年代，林朝棨從臺大畢業後，先是投入教職，一年後，他加入了「臺陽礦業株式會社」的行列（1935 年 4 月 16 日），成為社內的「地質士」，為企業在北部山區的挖掘做調查，甚至曾去到北朝鮮金礦進行考察，並藉此比較了解臺灣在地的礦脈及地質的構成。

在那個年代經營「臺陽礦業」的顏家富可敵國，而北部山區的成千上萬人，都要依靠這些產業工作過活。林朝棨在礦業任職時完成的工作，正是讓家後來成為巨商的重要礎之一。此外，在離開礦業界的工作之後，林朝棨的研究工作依舊關心著臺灣的煤田與礦產來源，且持續在《臺灣礦業》等刊物上發表作品，為後代的研究者奠基了臺灣礦脈的研究基礎^註。

戰爭作為地質教學之路的偶然起點 至死方休

林朝棨出生在世間多紛擾的年代，學術之路並不平穩，更要接受戰爭的挑戰，但也因此打開他的眼界，為科學研究開創了新路。

1930 年代的輝煌時期結束，世界陷入戰爭的恐慌。身為臺灣人的林朝棨，原本很有可能被送到南洋當日本兵，或甚至更遠的地方協助戰爭。但幸好有早坂先生的協助，林朝棨遠赴當時滿洲國的新京工業大學（現長春大學工學院）擔任教職。雖然投入教職這歷程是是源自戰亂的插曲，但也因此將林朝棨他拉離了產業界，轉而投入教育工作。

自此，就是五十年不曾間斷的持續投入，直到他逝世前，依舊掛念著臺灣的地質學教育發展。

戰後國民政府來臺，林朝棨因熟悉閩南語、中文與日文，被政府重用，除了教學外，更被政府派任協助各項重要的能源工作。因為在他對臺灣的土地組成，有基礎的科學了解，因此不論是延續煤礦業、油田開發、山林開採與河川建設等，甚至是水庫的興利，都需要他與國外專家做溝通，並給予專業意見。

林朝棨在民國五六零年代，一次次為臺灣的現代化工程多次環島探查，並擔任專業者的角色，為現代化建設把關。

應用專業與知識發光發熱的同時，林朝棨仍持續耕耘基礎研究。他於民國 52 年發表的〈臺灣第四紀〉一文，就奠定了臺灣近期的地質研究基礎。在《林朝棨先生紀念文輯》中，林朝棨的兒子林恩朋就提到，林朝棨對於古脊椎動物、考古學、甚至是人類學科皆有深厚的學識，加上原本地質學科學基礎，讓他得以在當時就有能力整合各學門、對臺灣的研究做出遠超過地質學科的貢獻。

除此之外，林朝棨面對各種階級的人，都不吝討論、鼓勵向學；在田野現場，不論是農夫、學生或勞工，任何人提出地質相關的疑問事項，他都會細心的一一查證並回應。林彭恩說，就是這種積極的態度，雖然讓他在晚年身體過度負荷、因而多次進出醫院，卻也驅使他成為頂尖的科學研究者，留下許多不凡的成就。

讓臺灣與世界相連 跨足考古與地質研究

除了文章開頭所提的左鎮人外，林朝棨在考古領域還有許多重要貢獻。在〈臺灣第四紀〉中，林朝棨認為第四紀的地層包含了近代人類發展的所有活動，因此十分重視此地層；在此發表中，他集結過往的田野成果，分類臺灣第四紀地層。延續這個研究，他對臺灣的考古有更深入的認識，也也陸續發表臺灣西南部之貝塚堆的研究（1961 年），以及金門貝塚堆的發現（1970、1971 年）。

此外另一個重大的發現，還包括 1968 年 4 月 19 日，林朝棨與臺大人類學系宋文薰教授，率領臺大考古隊在臺東長濱的進行挖掘工作，之後學者將其命名為「長濱文化」，為臺灣舊時代時期代表的遺跡，也是臺灣歷史教科書中重要的一頁。

林朝棨的學術生涯，不只限於地質學與、考古學的成就更有許多跨領域、跨國界的交流與發現，塑造了當代臺灣學科的發展。國民政府來臺後，林朝棨也協助推動了許多現代化產業的科學研究基礎，並且影響了我們認識臺灣歷史的角度。就像是左鎮人與八仙洞，還有犀牛骨頭與各地的貝塚，在剛發現的時候只是林朝棨手上某個不起眼的石頭，但從後來的研究所驗證的來源與成分，卻將臺灣與世界相連，更與大歷史相綁。

地質、考古總帶來有枯燥且漫長的印象，長期深耕的林朝棨，在關鍵的年代推動了臺灣地質學界與業界進展，為後代留下不可抹滅的科學與文化資產。

註解

• 關於礦業的研究論文，林朝棨多發表在《臺灣礦業》期刊上。此外，他也參與過《臺灣礦業史》，以及《臺灣通誌，經濟誌，礦業篇》的撰寫。

• 十三行博物館，〈十三行遺址是如何發現的？為何命名為「十三行」？〉，新北市立十三行博物館，檢自：https://www.sshm.ntpc.gov.tw/xmdoc/cont?xsmsid=0G251525821591816379&sid=0G251530665215018478
• 民報，2017 年 04 月 19 日（搜尋日期：2021 年 12 月 03 日）【那一年的這一天】1968.4.19 台東縣長濱鄉八仙洞發現史前遺址，檢自：https://www.peoplenews.tw/news/7c229eaa-4b32-4c02-b81f-5b68f1b2eaa1
• 作者不詳，日期不詳，漫話科技_科學家小故事_林朝棨篇，檢自：https://is.gd/DVSZOT
• 周貞玲，2021 年 5 月 8 日，台陽公司礦業文物捐贈黃博館，檢自：https://reurl.cc/xEVy6E
• 莊永明，〈臺灣第一位地質學家──林朝棨〉，《線上臺北畫刊》，檢自：https://reurl.cc/vgRlQl
• 林淑芬，〈初代青年團契指導者──臺灣地質學之父林朝棨〉，收入鄭仰恩等編，《信仰的記憶與傳承──臺灣教會人物歷史檔案 2》（臺北：臺灣教會公報社，2013），頁 497-504。
• 林吳嫣嫣，1986，《林朝棨 （戟門）先生紀念文輯》。
• 楊文喬，發行時間不詳，〈左鎮古生物化石的發現〉，《臺灣歷史事件》，國立臺灣圖書館。檢自：https://www.ntl.edu.tw/public/Attachment/011414392142.pdf
• 國家圖書館臺灣記憶系統：林朝棨。搜尋日期：2021 年 12 月 3 日，檢自：https://tm.ncl.edu.tw/ 
• 國立雲林科技大學，〈臺灣第四紀地質學之父——林朝棨〉，《臺灣記得你》，搜尋日期：2021年12月03日，檢自：https://taiwan.k12ea.gov.tw/index.php?inter=people&id=34