發現羅塞塔石碑｜科學史上的今天：7/19

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！

宣揚「愛國主義」而掀起的人民戰爭

法國革命者大聲宣揚「不再有政治操弄、軍事藝術，只有火、鋼鐵和愛國情懷」。而拿破崙的天才之處在於將口號變為現實。拿破崙的軍隊放棄了只會拖慢職業軍隊行軍速度的補給線，轉而在當地購買或竊取所需的物資。

十七世紀以來，沒有人嘗試過這項做法，因為部隊規模太過龐大，無法在軍隊沿線的農場取得足夠食糧。拿破崙的應變之道是，將軍隊拆散成軍團和單位更小的師，每個軍團或師沿著不同路線行進，在必要情況下也能獨立作戰。但勝利的關鍵在於，這些軍團和師能在發現敵人後迅速集結，使拿破崙掌握壓倒性的軍事力量。

戰場上，拿破崙也遵循著同樣原則。他的部隊無法像舊式部隊那樣發動精心設計的火槍陣攻勢，所以他不要求軍隊這麼做，而是讓散兵排成鬆散的隊形狙擊敵人整齊的防線，大量步兵則在火力掩護下以不規則的陣形衝鋒。

接近敵軍時，部隊可以分散成大致陣列進行火槍陣射擊，以數量代替準度，或是用固定的刺刀殺入敵人防線。即使是敵人派出的專業軍隊，面對革命軍的衝鋒也常落荒而逃。

就在康德撰寫《永久和平論》期間，發動人民戰爭的法國軍隊在未深思熟慮的情況下，戰爭目的就由捍衛革命轉為擴大革命成果。拿破崙在一七九六年橫掃義大利北部，一七九八年入侵埃及，一八○○年十二月率軍一路攻打到離維也納僅五十英里處。一八○七年，康德去世三年後，拿破崙占領了康德的家鄉柯尼斯堡（Königsberg）^[註1]。

歐洲的人民戰爭與美國革命背道而馳。一七八一年，英軍在約克鎮投降後，美國人鑄劍為犁，將兵力投入生產中。革命將領回到他們的農場，而傑弗遜和志同道合的共和黨人則頑強抵制中央集權、稅制、國債、常備軍及利維坦的一切統治手段。

據此，某些美國人堅信他們比腐敗的歐洲人更有美德。然而，每當美國意識到危險時仍會向利維坦靠攏，一七九○年代當法國入侵的恐懼蔓延全國時就是如此。這證明歐美真正的差異在於政治地理層面。

美國在一七八一年後就鮮少面臨生存威脅，因此只要維持微小的軍事力量即已足夠，甚至能針對利維坦的存廢進行辯論。另一方面，歐洲列強則面臨著來自鄰國四面八方的威脅，最微小的弱點都相當致命，共和國若要生存就必須像其他君主國家一樣戰鬥。

權力的演變——「民族主權」最終成了「帝國主義」

在歐美兩大洲，愛國情操高漲只是權利開放的社會秩序興起後的現象之一。然而，當拿破崙意識到這熱情能與共和國體制脫鉤時，法國的人民戰爭開始走向與美國截然不同的道路。

一七九九年，一場悄無聲息的政變使拿破崙成為法國君主，一八○四年他更公開加冕自己為皇帝。

從那時起，法國軍隊出征的目的不再是捍衛主權，而是帝國擴張這個老套的理由。

華盛頓曾認為商業使戰爭變得多餘，但拿破崙不這麼想，一八○六年後他更試圖證明情況恰恰相反，打算利用戰爭來壓制商業活動。他要求戰敗國加入法國的「大陸體系」，這個貿易禁令實際上是為了封鎖英國進入歐洲市場的通路，企圖從經濟上拖垮英國。

歐洲要再經歷十年的戰爭，包括歐洲史上一些規模最大的戰役（如一八一三年動員六十萬人的萊比錫之役），才證明拿破崙的想法是錯的。以戰爭壓制商業的唯一辦法，就是透過法國艦隊封鎖英國貿易通路，但由於貿易是如此有利可圖，因此英國總能生產比法國更優良的船艦、訓練更優秀的船員。

拿破崙的海上封鎖宣告失敗，而由於英國在全球的貿易得以生存，歐陸國家很快就發現比起英國依賴歐陸，歐陸反而更依賴英國貿易。因此，其他歐陸國家漸漸找到繞過大陸體系的方法，和英國通商。

拿破崙為強化大陸體系所發動的戰爭，很快就使人民戰爭達到勝利頂點。一七九九年以來，拿破崙已證明能透過人民戰爭取得王位，而歐洲朝代悠久的君主漸漸學會以同樣的方式扳倒他。

一八○八年，當拿破崙發動半島戰爭占領西班牙，打算將其納入大陸體系，法軍在當地陷入人民起義的泥潭中。西班牙起義者在英國派遣正規軍支援下，往後六年間成功在當地牽制住數十萬法軍。

但拿破崙仍執意強化大陸體系，他在半島戰爭後入侵俄羅斯，使情勢雪上加霜。如第三章所述，正是這次決斷失誤啟發了克勞塞維茨的「頂點論」。

克勞塞維茨的祖國普魯士投降法國後，憤恨之情促使他在一八一二年以志願兵身分加入俄軍，後來他意識到自己的反法情緒僅僅是拿破崙做得太過頭造成的巨大效應而已。

戰爭的情勢正被逆轉，拿破崙占領莫斯科兩年後，包括俄羅斯在內的第六次反法聯盟占領巴黎，將拿破崙流放至義大利外海孤島上。然而，拿破崙於一八一五年潛回法國重新召集軍隊，並在滑鐵盧戰役迎戰英軍。但這場戰役最終功虧一簣，拿破崙被流放到更偏遠的大西洋小島上。

英國這座新式、權利開放的貿易帝國，最終在拿破崙軍國主義、人民戰爭新舊結合帶來的巨大挑戰中倖存下來。一八二一年，拿破崙逝世於大西洋小島上（有傳聞指出是英國派人毒死他），大英帝國自此成為統治歐洲的巨人。

英國在各地充當世界警察的行為是有回報的。儘管派遣英國戰艦巡視航道相當花錢，但這麼做很值得，因為自一七八一至一八二一年間，英國的出口就增漲了兩倍，英國工人成為世界生產力最高的族群。

解決了前所未見的拿破崙戰爭後，英國也成長為一座前所未見的強盛帝國。

註釋

註1：今名加里寧格勒，隸屬於俄羅斯。

——本文摘自《戰爭憑什麼：從靈長類到機器人的衝突與文明進程》，2022 年 11 月，黑體文化出版，未經同意請勿轉載。

領袖典範：辛辛納圖斯與華盛頓

COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎）席捲全世界之下，台灣的防疫表現非常好。但是政府某些手段，卻令人質疑有侵犯人權的問題。另一方面，一些人認為防疫成功，是由於台灣人民尚未擺脫威權時代舊習，習慣服從權威，自我限制自由，成熟的民主社會不該如此。

究竟該如何理解台灣防疫的本質？一篇金融時報 (Financial Times) 的讀者投書提到「辛辛納圖斯式」這個名詞，令我恍然大悟。

辛辛納圖斯 (Cincinnatus) 是 2400 多年前，羅馬共和時期的一位領袖。羅馬面臨危機時，他臨危受命成為集權的獨裁者，順利帶領羅馬走出困境。危機結束後，他主動放棄權力，退休回家，安享晚年。

上述情節未必完全符合歷史事實，但是不論真實的辛辛納圖斯如何，他被建構的歷史故事，成為羅馬人人稱道的政治聖人樣板，流芳百世。帶領美國獨立的第一任總統華盛頓，便被稱作當代的辛辛納圖斯；美國城市辛辛那提也是為了紀念他。

法國大革命後成為集權領袖，隨即登基皇位的拿破崙，則是華盛頓與辛辛納圖斯的反面樣板。

台灣防疫的堅實基礎——民眾自發投入

要理解台灣防疫的本質，必需知道台灣是怎麼成功的。普遍認為，追蹤接觸者 (contact tracing) 是台灣防疫的關鍵法寶，每次鉅細彌遺的疫調足跡，卻往往讓人質疑是否過頭，每過一段時間就起一次爭議。

服從國家機器的權威，確實是疫調和追蹤能成功的條件。然而，台灣防疫的成功，追蹤只是金字塔的上層。如果沒有那麼詳盡的追蹤，台灣防疫的結果將不如現在，會有社區流行，但是規模應該有限，和多數國家相比仍然為不錯的結果。

台灣防疫金字塔的底層基礎是什麼？我想是大部分民眾，將防疫視為勝利目標明確的戰爭在投入。

台灣不論什麼政治立場、社會背景的人，大部分都認為防疫是重要的事（主張的手段可以截然不同就是）；政府之外，基層有非常多自發性的防疫小單位，政府與民間各式資源也交叉支援。這才是台灣防疫能成功的堅實基礎。

照其他國家的狀況，光靠台灣民間的自發防疫行為，就足以將感染源的數量壓制到夠少，不會進入指數成長期，在此之下，實施口罩、消毒等防疫措施，足以令疫情不至於失控，滿分 100 的話大概有 70 分水準；疫調、追蹤等手段則是錦上添花，再將感染源壓制到零，超過 90 分。

台灣從政府到基層人民，求生意志非常強烈，將武漢肺炎視為目標明確的戰爭在打，每一階段的成功，又提供正向回饋的成就感，抗戰愈來愈帶勁。

基層缺乏凝聚力，人心愈來愈殆盡

相比之下，多數疫情失控國家的目標糊裡糊塗，將瘟疫視為一場不情願的麻煩戰爭，即使某些方面投入大量資源，成效不彰之下，人心愈來愈殆盡，許多民眾自我安慰「戰爭總有結束的一天」，那麼面對一個死亡率未滿 1%，年輕就是抵抗力的傳染病，當下也就不值得那麼在乎了。

以基層傳統雄厚的美國來說，近年遭遇的變局是有目共睹。美國大城市人口眾多、組成多元，表面上人人自由，實際是基層凝聚力大不如前，面臨傳染力強的病毒危機時，城市無法有效應對，成為病毒繁衍的溫床，再源源不絕輸出其他地區。也難怪美國整體的疫情無法降溫，隨時又會大爆發。

不只需要不戀棧權力的領袖，還需要一群高素質的公民

相比於沒有經歷過威權統治的美國，台灣社會整體上確實更加服從政府權威，對防疫有正面影響，但是這與帝國治下的草民自願放棄自由，本質上是截然不同的情境。

回顧人類歷史，如古希臘城邦、羅馬共和、建國前的美國、第二次世界大戰的英國等社會，由素質足夠、自主性高的「公民」組成，成員們單兵戰鬥力強，碰上重大危機時，卻會將權力集中給少數領袖調派，先以當下困境為目標，因為這樣才能充分發揮每個單兵的價值，有效解決危機。

而這些社會的領袖多半是「辛辛納圖斯式」，危機解除以後便還權於民，告老還鄉，讓鄉民們回歸自主性高，單兵戰鬥力強的日常。此一模式曾經協助許多社會度過危機，我想，這就是台灣正在演出的劇本。

要成就一場坎尼會戰，不只需要一個漢尼拔，還需要一個法羅。羅馬不是一天造成的，如今瘟疫戰爭仍在進行，要成就一場辛辛納圖斯式的勝利，不只需要一個不戀棧權力的辛辛納圖斯，還需要一群高素質的羅馬公民。

• 本文轉載自新公民議會《集權卻不威權獨裁—台灣「辛辛納圖斯式」防疫》

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參考資料

• 金融時報讀者投書《台灣揭示對抗武漢肺炎的辦法（Taiwan has shown the way in the fight against Covid-19）》

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