這些冬至習俗，讓湯圓不只好吃還好玩！

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！

說到科學，總讓人感覺理性、冰冷、不留情面；科學家直面的是物質世界，而科學的目的即是藉由觀察和實驗，去了解世界各種現象背後的原理，並透過不斷的累積，然後歸納、化約成定律。接著再去探尋下一個現象，然後再試圖解釋，並一直重複這個循環的過程。

科學思考是違反直覺的，我們必須要去壓抑想要馬上解釋並得到答案的衝動，經由相對客觀的觀察與實驗去歸納出規則，儘管這可能不一定是最終的解答，對科學家來說仍是眾多心血，又或是一輩子、甚至是好幾個世代的共同探尋。

而這樣對自然炙熱的眼光，所看出去世界其實是相當浪漫的！這個章節的選文，讓我們試著去看看科學怎麼熱血的去回答你我身邊都有可能會碰到的問題。比如說，貝氏定理的實踐不只在課堂，在〈情人的加分扣分，請遵守貝氏定理〉裡我們來看看他如何有機會在你與人相遇、去算他是不是你真命天子或天女的機率！

還有還有，爸媽老是會說煮熟的湯圓會浮起來，但你知道這跟糊化反應有關嗎？〈煮熟的湯圓為什麼會浮起來？〉裡會告訴我們，在廚房裡，它有除了煮湯圓水餃之外更廣的應用。

身而為人我很抱歉我會挑食，不過也不用太有罪惡感。〈「它根本不是人吃的東西！」這是大腦在面對討厭食物時的內心吶喊〉裡介紹了科學家做的有關挑食的研究，發現對於挑食的人們來說，大腦看到這些食物的時候根本就不把它當作食物。

諸如此類在我們看球賽、日劇的時候，又或是在我們面對生活的時候，科學知識其實是調味料。人們很早就在仰望星空，或許這就是人類最早對於自然的觀察吧！而逐漸的，透過科學家的追尋，我們從星空中逐漸知道了宇宙的誕生，構成你我的分子是如何而來的，這是我所能想到最浪漫的事了。

讓我們從這些直面科學的人、跟科學共處的人，去看看他們眼中浪漫的世界吧！

——本文摘自《晨讀10分鐘：科學跟你想的不一樣》，2019 年 6 月，親子天下出版。

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

撰文／林宇軒│自由寫手

在冬至這一天，自己買碗熱熱的湯圓來喝，總是令人覺得暖心。但是去年（2016）底新聞爆出了某廠商使用工業染料「玫瑰紅 B」製作紅湯圓已經十年時，大家暖暖的心大概都涼透了吧…… 因為這次食安風暴的主角，竟然是實驗室紅人、常常用來將細胞染色的螢光試劑 ── 玫瑰紅B。為何來自實驗室的玫瑰紅B會出現在喜氣的紅湯圓裡呢？

來自實驗室的艷麗螢光劑，常用作細胞顯影

尋常的實驗試劑，究竟為何會在尋常人家家中被吃下肚呢？

「玫瑰紅」這個名稱，其實是一類螢光染劑的泛稱，而這類顏色艷麗的染劑在實驗室裡的用途，也許比你想像的要多。因為這一類的分子可以放出螢光，所以幾乎可以在所有細胞顯影實驗中看見它們的身影，放光的顏色從綠色、黃色、橘色到紅色都有，端看羅丹明接上了什麼樣的官能基而定[1]。

本篇主角玫瑰紅B（Rhodamine B）看起來則是有如玫瑰般美麗的粉紅色（下圖），因為會吸收綠光，所以當白光照到它的時候，看起來就會是互補色的樣子，所以也叫「羅丹明 B」，或稱作「紅花米」。

那麼玫瑰紅B是如何將細胞染色顯影的呢？事實上玫瑰紅B和它的親戚們本身並不容易和細胞內的分子結合，所以科學家在會發亮的玫瑰紅B上接上一個可以辨認目標的小分子，我們在顯微鏡下看到亮亮的部分，就是目標的所在位置；若想要觀察其他目標分子，只要把用來辨認目標的小分子換掉，就可以專一地讓玫瑰紅B 和目標分子結合在一起了。

這個概念被套用在很多玫瑰紅類的分子上，用作細胞顯影染色劑（透過顯微鏡觀察亮區，如下圖），或是把細胞染亮之後，用螢光的強度來偵測細胞量或是細胞的物理化學性質（流式細胞術），又或者用在快速且高效地檢驗樣品（ELISA，酵素結合免疫吸附分析法）。另外，一種常使用玫瑰紅B的實驗，是把它和金胺 O（auramine O）混合，這樣的試劑可以把抗酸性菌染色，常用來檢驗結核菌，是一種有效且成本較低的檢驗方法。

同樣是顯影，玫瑰紅分子家族還會被當作水流的追蹤染劑。只要在水裡加入小於 1 ppt 的量，就可以觀察水流的方向、水流流速，以及追蹤地下伏流的流向等等。

紅色玫瑰紅B的黑色幽默？簡單揪出玫瑰紅B的存在

玫瑰紅B 被歸類為第三級致癌物，意思是有少量對動物致癌的證據，但對人體致癌性的研究不夠充分，沒辦法被判定為會致癌；儘管如此，玫瑰紅B仍然是禁止添加入食品中（添加物為正面表述，玫瑰紅B 並沒有列在許可的食品添加物清單中因此不得添加），如果接觸過多，食物經過的黏膜區域會受到刺激，肺部、喉嚨與腸胃道可能感覺不適，甚至吃進太多的話會排出紅色尿啊[4]。

過節時牆上的紅紙、桌上的紅湯圓，都是帶來喜氣的象徵，只是大概沒人想得到，這樣的紅竟然可能是來自非法添加物玫瑰紅B。不只紅湯圓，甚至連麵龜、壽桃、紅龜粿一類點綴或染成紅色的食品，都曾被玫瑰紅B 染指，讓那些看起來吉祥的紅色，各個都成了嘲笑消費者的黑色幽默。就像皂黃之於豆干、二甲基黃之於人造奶油，這次食安風暴的主角也跟之前一樣，是為了迎合消費者們對於食物外觀的想像，廠商違法地使用了能讓顏色、賣相更好的添加物。儘管玫瑰紅B的價格比合法的紅色食用色素還貴，但因為煮過之後不容易掉色，受到不肖商人的青睞[4]。其實，我們可以利用玫瑰紅B 會放螢光的特性，自己為自己做簡易的食品把關，只要拿驗鈔筆照照湯圓，如果變成了鮮紅螢光色，那麼可能就有玫瑰紅B了！（咦）

參考資料：

• Fluorescent Dyes – Leica Microsystem
• 羅丹明 B – Wikipedia
• Rhodamine B 物質安全資料表 – Alfar Aesar
• 添加工業染料 黑心湯圓賣10年 – 自由時報電子報，2016年12月10日
• 圖解食品安全全書，周琦淳等人合著，2013年出版，ISBN：9789866434488

• 文／青悠
  大學與研究所時候園藝與奇幻雙修，畢業後轉了個彎成為臺北地方異聞工作室成員，在妖怪中打滾的同時偶爾充當真人植物圖鑑。《唯妖論：臺灣神怪本事》和《尋妖誌》的共同作者。

冬至這天是一年之中黑夜最長，白天最短的日子，但過了這一天，白天的時間又會漸漸變長，天氣也會漸漸回暖。古人非常看重這個轉捩的日子，因此有許多活動都是為了慶祝冬至而生。時至今日，許多人還是會依照習俗，在冬至吃上一碗熱騰騰的湯圓，除了保佑圓滿平安，祈求來年有好運氣，也象徵又長了一歲。

「餉耗」：請家具吃湯圓，慰勞一年辛勞

雖然現在不是家家戶戶都能自製湯圓，但我們依然可以到超市買到現成的湯圓，回家自炊，或是加入熱門湯圓店前面的排隊隊伍。湯圓如此容易取得，不過你可能不若自己所以為地了解這樣食物，先不提在臺灣，吃湯圓的習俗已經有數百年歷史之久這件事——你可知道從前從前，古人拿到冬至湯圓時，可不只有煮來吃這麼簡單而已？

在 1836 年的《彰化縣志》之中，記載了當時臺灣漢人的冬至習俗：「冬至節，家作米丸祀先。門戶器物，皆粘一丸，謂之餉耗。」

這是說冬至的時候，家家戶戶都會準備米做的團子——也就是湯圓，來祭拜祖先。除了拜拜之外，還有個叫做「餉耗」的習俗，人們會將門、窗或其他物品視為有生命一樣，在這些器物上也黏上湯圓，像是要請它們吃湯圓來慰勞一年來的辛勞。而在農村裡，可能還能看見牛角被黏上湯圓的有趣景象。

這裡提到的餉耗習俗，還衍生出了一則解釋過年源起的「燈猴」故事，開頭便是燈架子「燈猴」因為沒得到餉耗的湯圓，怒氣沖沖地跑去天庭詆毀人類。故事裡頭，玉皇大帝聽信燈猴說人們不珍惜五穀，因而決定要沉地降洪水，滅亡人類，但其實，這些拿來慰勞器物的湯圓可沒有被浪費，因為古人會把乾燥的湯圓收集下來，煮熟了以後給小孩子吃掉。

這習俗現在聽起來有那麼點衛生疑慮，但據說這些湯圓可是有保佑小孩平安長大的功效。

湯圓占卜：預測生男孩或女孩

另外， 1898 年的《新竹縣志初稿》則記錄道：「十有一月冬至日，家家以米粉搔丸祀神明、祖先，並以丸塗黏門窗戶扇之上。先一夜少婦用炭炙丸。視丸形開闔、凸凹，卜生男、生女之兆。」

在這則記錄裡，湯圓不只被拿來祭祖和餉耗，還搖身一變成了占卜工具——把湯圓拿到炭火上面烤，湯圓受熱後可能裂開，也可能膨起或凹陷，婦女們便依照湯圓形狀改變的結果，來預測會生男孩或女孩，也不知準或不準。

湯圓小遊戲

而關於湯圓占卜法還有另一說，民間視湯圓數量為偶數為吉，因此若碗裡的湯圓為偶數，那麼吃湯圓的人就會運勢昌隆，可以去大賭一把，反之，如果碗裡湯圓數是奇數，那麼可能就不太適合挑戰自己手氣了。此外，也據說如果計算碗裡的湯圓數，未婚的人那碗總會是奇數，而已婚的人則會是偶數。不過這似乎已經不是占卜了，只是吃湯圓時一面進行的餘興小遊戲。

總之，看起來除了祭祀祖先等嚴肅用途，古人另有利用湯圓的百百種方式，從信仰、占卜到遊戲，都能讓湯圓摻上一腳，實在堪稱創意無限。（還真想跟古人說一句：不要玩食物！）

而除了拿湯圓做文章，還未搓成湯圓的米糰，也能拿來玩另做他用。同樣《彰化縣志》記錄的冬至習俗有云：「前一夕，小兒將米丸塑為犬豕等物，謂之添歲。」可知古人會將米糰當作黏土一樣，讓小孩捏成狗啦、豬啦等動物。這聽起來有點像是「雞母狗仔」。雞母狗仔也是在冬至會出現的節慶食物，是用染色米糰捏塑而成的小動物，蒸熟了之後可以吃。而捏雞母狗仔這樣大人小孩同樂的活動，現在的臺灣，幾乎只有澎湖還流行著。

好吃湯圓 DIY，澱粉比例自己抓

不過，雖然《彰化縣志》這麼說，要是直接用做湯圓的米糰來做雞母狗仔的話，可能會遇到一點小問題——雞母狗仔很可能會軟塌塌的而不能成形。

這個問題跟米糰特性有關，而說到米糰，就得從澱粉講起。所謂澱粉是許多葡萄糖串接而成的大分子醣類，依據葡萄糖分子的串接方式，可以分成連接成直線的「直鏈澱粉」，以及分子上有許多分支，結構比較複雜的「支鏈澱粉」。支鏈澱粉加熱糊化後有較高的黏性，而湯圓的主原料糯米粉當中，含有 90 %以上的高含量支鏈澱粉，因此煮熟的糯米黏性較其他米種都強，正適合用來做做湯圓這類的甜米食。

但儘管糯米黏性強，質地卻較軟爛，支撐力不足，因此，用純糯米粉來做出的雞母狗仔，容易在蒸煮過程中塌陷，最後無法維持形狀。

想要避免米糰塌陷的話，或許可以選用支鏈澱粉含量較低，直鏈澱粉含量高一點的米種來製作。譬如使用「蓬萊米」粉，支鏈澱粉含量約 80 %至 85 %，既有黏性，也比糯米來得硬，更有支撐力；此外，也還有支鏈澱粉含量更低，約 70 %至 80 %的「在來米」粉可供考慮。只不過在來米的黏性差了點，沒有那麼好塑形，因此如果要準備米糰，或許可以將糯米粉與在來米粉混合，調整出最適當的比例。

其實就算是湯圓，也未必非得全用糯米粉來做，要是對市售湯圓的口感感到不滿意，想要自己動手DIY，也可以拿蓬萊米粉或在來米粉來混合，多嘗試幾次，或許就能找出最符合自己口味的黃金配方——冬至時，如果能這樣在廚房裡玩一玩，某方面來說，或許也算是呼應到古時候過節的趣味了吧。

1. 《彰化縣志》
2. 《新竹縣志初稿》
3. 吃米食不迷食
4. 米穀粉品質對烘焙產品之影響