三個指標一片藥 ——郵輪上的醫學講座│環球科學札記(11)

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！

大家對歷史科目的想像是什麼呢？對於臺灣很多學生而言，無窮盡地背誦人名、地名及事件，似乎是我們對於歷史的共同記憶。但其實，歷史不該與我們的現實生活脫鉤，應該從更切實或更趣味的方式切入，才能對我們的人生發揮意義。泛科學的「M.I.C 講座：早知道」邀請到兩位講者從不同的角度談論歷史，分別是：臺大歷史系助理教授呂世浩老師，以及前貓頭鷹出版社社長陳穎青先生，來談談應該「早知道」這樣學歷史的方式。

從思辨學歷史

講者：呂世浩｜國立臺灣大學歷史學系專任助理教授

呂世浩老師新書主題是秦始皇，他提到這本書的緣起，始於在臺大開設的秦始皇課程。針對這本書的內容，呂老師直接點出：重點並不在秦始皇本人的傳記，而是應該聚焦在與他互動的周遭歷史人物。這些歷史角色所交織出的故事，才是提供我們後世反省與思辨的重要關鍵。

讀歷史有什麼用？

古人都說歷史有用，常說「以古鑑今」。現代人聽到歷史，卻覺得好像一點用都沒有，這是為什麼？更進一步地說，現代人的閱讀量比古人大且多，那為什麼只有古人才能體會學歷史的好處，而現代人卻不能？

這些問題，源自於現代人們學習歷史的刻板方法。歷史教育總是關注在記憶及背誦，卻不曾提醒應該如何思考。

現代教育的風格是以培養工匠為目的，這始於工業革命對於勞工的需求所致。在接受知識教育的過程中，大部份的知識並不關注人們如何面對自己的人生，也不在意人們怎樣完滿自己的人格。而歷史也在這樣的風氣下，形成強調經濟、文化、政治、法律層面等等的一門學科。

相反地，傳統史學在意的是「人」，也就是人應該如何在時代中因應問題，於是可以看到本紀與列傳的書籍。簡而言之，古人以思辨看歷史，而今人以背誦看歷史。兩種方式，形成古今迥然不同的價值。

不能只背誦課本的知識，不要放棄思辨

臺灣人到底有多倚賴課本的知識？以木蘭詩中的「唧唧復唧唧，木蘭當戶織」的古詩為例，「唧唧」在以往國文課本的註釋中均作「織布機所發出的聲音」，但更深刻的思考應該是作「嘆息聲」。這個答案藏在下一句：「不聞機杼聲，唯聞女嘆息」。既然只聽見女生的嘆息，那「唧唧」怎麼會是機杼的聲響？

古人學歷史的方式：關鍵處，把書蓋上！

訓練思考，可以從思辨歷史開始。該怎麼做？試著在歷史最關鍵處，學著把書闔上，看古人的決定與自己的決定差距在哪裡，反覆磨練。宋朝呂祖謙與清代左宗棠均使用這種方法練習思考。

以秦始皇的大兒子扶蘇為例，當他接到秦始皇的詔書要求自盡時，可以先闔起書本，想像如果自己是當時握有龐大軍力的扶蘇，下一步的決定是什麼。翻開書本，我們發現扶蘇二話不說馬上自盡，完全沒有質疑詔書的真偽，這是為什麼？我們甚至可以更進一步地想，如果換成李世民會這樣做嗎？換成重耳會這樣做嗎？

儘管古人與今人所處環境大相徑庭，但古人與今人所面對的人生課題卻不會差別太大。也就是說，無論古今，眾人所遇到的困境一定十分類似。目前所面對的困境，在久遠的過去，一定也有人經歷過。學習他們如何處理這些問題，學習不同的人面對事物的態度。當認知這點時，歷史學才會對人生發生意義。

歷史學的價值

歷史學是一門很特別的學問。相較於其他學科需透過推演或推斷得出結論的方式，歷史學驗證歷史的方式是時間與事實的考驗，只有存在某項道理，歷史才會予以保留。學習歷史的過程中要記住：不要成為知識的奴僕，應該成為知識的主人。也就是，不要依循以往的刻板背誦方法看歷史。

甲骨文－封藏三千年的時空囊

講者：老貓（本名陳穎青）｜資深出版人

https://www.youtube.com/watch?v=lgm8Mv9DU9w

老貓先生一上場先向全場觀眾致歉，由於前兩個禮拜摔傷，導致負傷演講。語畢，進入主講主題－甲骨文。

存在三千年的文字：甲骨文

存在三千多年的甲骨文，是商朝人所使用的占卜文字，主要雕刻在龜甲牛骨上。目前已出土約十五萬片，其上的單字超過五千，因辨識困難，當中可識別文字約只一千字。甲骨文在周朝時已不見使用。以時代推斷，武王克商是西元前1046年，而王懿榮發現甲骨文是西元1899年。這之間空窗了三千年，沒有人知道甲骨文的存在。

研究甲骨文的三位人士

第一位研究甲骨文的人是清末國子監祭酒王懿榮，他於西元1899年發現甲骨文字。當時他因病需以龍骨入藥，因此偶然發現龍骨上的文字筆畫，與自己所學的青銅器金文筆畫非常類似。但不幸，隔年八國聯軍攻入，王懿榮自殺。之後他的兒子將其收藏的甲骨片轉賣給劉鶚，劉鶚根據自己的研究，出版《鐵雲藏龜》，這是第二位對於甲骨文研究作出貢獻的人士。第三位是民國初年的王國維先生。他利用甲骨片上所記錄的時間，證實了司馬遷於史記所記錄的商朝年代更替是確實存在的。

說甲骨，解甲骨

以時間體系為例，甲骨文中的「日」是模擬太陽的形狀，以一個近似圓圈的造型出現。而「月」，雖然有滿月的圓形形象，但因為圓形已被「日」借用，因此模擬其陰晴圓缺的造型。

甲骨文中的「旬」，原本是代表「十日」。在當時，甲骨文視作為占卜的文字。商人迷信至每十天就會進行一次占卜，以得知未來十天的命運。「旬」字也成為時間的名詞。另外，商朝亦確立了「年」與天干地支系統的文字。

在神鬼秩序上，如同「祭」的古字，左邊是肉，右邊是手，表示「手捧著肉」的行為。這暗示了祭祀時需要牲禮的行為。商朝人很喜祭祀，在幾個字上都能看到端倪，如「天」、「帝」、「且」、「示」、「祖」、「宗」等都能看到祭祀活動對於商朝的重要性。

從甲骨文中，也能夠得知商朝好戰的個性。如「族」字，是弓箭手與旗幟的組合。代表擁有武器的一方是我族類的概念。這樣與武力相關的概念也包含在「我」、「弓」、「矢」、「彘」、「疾」。

從甲骨文也可以推斷商朝的生活脈絡。例如「女」字，甲骨文的形象是女性跪坐。相同地，「飲」字也是一個人字跪坐地上做飲用動作。可以猜想，商朝當時並不存在椅子，與人相處多為跪坐姿態。

Q & A 時間

Q：老貓為什麼投入甲骨文研究？有沒有什麼工具推薦給對甲骨文有興趣的朋友？

A：因為我退休了，退休總要找點事情做（眾人笑）。我自己很喜歡文字，我發現甲骨文是大眾最陌生的文字形式。所以雖然沒有專業背景，但是我可以依靠自己對文字的熱愛，把它轉化成一般大眾可以接受的知識內容。遺憾的是，台灣擁有豐富的甲骨文遺跡，目前收藏在南港中研院的史語所，但北台灣卻沒有甲骨文相關的課程。目前大部份的知識內容，都是靠前人的研究或是自己另外買書累積起來的。

Q：請問老貓，解甲骨文時，怎麼確認自己的解讀正確？

A：學者的解讀很重要。甲骨文與金文之間有深厚的關聯。王懿榮也是因為憑藉對金文的認識，才發現龍骨上的甲骨文字。中國的文字有變化的過程，從甲骨文、金文，逐漸演變成近代的楷體。古文字學者會藉由青銅器的金文筆畫，來確認甲骨文的部分，逐字推敲，以確認各部分的意涵。

Q：甲骨文佐證太史公的史記，但是我們怎麼確認歷史是真的？

A：（呂世浩老師回答）我想這個問題可以分成兩個層次：

1. 考古學與歷史學的分別在哪裡？
2. 歷史是真的嗎？

針對第一個問題，考古學是第一手資料，放在地底的東西很少，被我們挖出來的東西更少。也就是，我們其實是用一小部分的物件來猜測那個朝代的全貌。考古是實物，但也是猜測，會與事實有落差。歷史學雖然是第二手資料，但它是經由後人整理出一件事情或是一個朝代的全貌。我會認為，這兩者不能兼廢。

那這樣的確就會衍生出第二個問題：歷史是真的嗎？這個人的解讀是對的嗎？如果是這樣，我會想問：「那什麼是真的？」如果不是當事人寫的就不可信；那，當事人所寫的回憶錄可信嗎？我們的記憶可信嗎？即便是錄音、錄影，都只能補捉一小部分。如果能夠把一個人的一生記錄下來，我們要相對地花一輩子的時間去了解這個人嗎？

在我的想法：沒有真實的歷史，但有歷史的真實。在歷史學當中，會不斷地利用各種證據，來考究、來逼近最真實的歷史。如果你認為這樣的歷史不夠真實，就必須提出更可信的資料來推翻。如同科學一般。如果不承認現有資料，也不提出證據，使用這樣的論點來說明學歷史是無用的。這樣幾近等同於人文學的崩盤了。因為人文學的所有基礎，就建立在這套歷史上。

【關於 M. I. C.】

M. I. C.（Micro Idea Collider，M. I. C.）微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會，約一個月一場，為便於交流討論，人數設定於三十人上下，活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者，針對同一主題，各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法，並讓所有人都能參與討論，加速對撞激盪出好點子。請務必認知：參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高！

本場演講由科技部「科普資源整合運用推廣計畫」支持，PanSci泛科學與國家高速網路與計算中心共同舉辦。感謝平安文化支持科普好書 秦始皇︰一場歷史的思辨之旅。歡迎大家到科技大觀園閱讀更多科學內容。

這演講主要想要回答：為什麼到目前為止，人們雖然有很多腦部神經科學的實驗數據資料，可是卻缺乏對整體大腦的理論了解。他的論點是，人們用錯誤的觀點去看待智慧，認為智慧是接受各種輸入而做出各種行為的黑盒子，可這種框架無法引導腦部認知理論的發展。

他提出來的是，應該將腦看做是一個持續記憶跟持續根據記憶做預測的機器，行為是被這些記憶跟預測所影響，而非每次做複雜的運算來得到合適的行為。Treo 的發明者 Jeff Hawkins 除了建議學者們從另一個角度去研究大腦外，也預測這樣的新的大腦研究方式所得到的智慧理論，會有助於開發各種智慧系統。

本文原發表於科學影像Scimage 演講[2010-06-10]