【成語科學】望梅止渴：梅子真的可以解渴嗎？竟然跟巴夫洛夫的制約實驗有關！

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！

第四屆諾貝爾生理學／醫學獎，於 1904 年頒給了俄羅斯生理學家伊凡‧帕夫洛夫（Ivan Pavlov）。頒獎理由在於他消化系統上的研究工作打下了重要的生理學知識基礎，同時被廣泛轉化、應用在其他領域學科上。

劃時代研究：神經如何調控消化系統

1897年，在累積了12年研究工作成果後，帕夫洛夫發表了名為《The Work of the Digestive Glands》（消化腺功能）一書。

帕夫洛夫厚積薄發，在這一本書裡一口氣發表許多具有劃時代意義的研究結果，同時提出很多具有突破性的理論。

該書一共有十三章，涵蓋包括實驗（手術）方法、消化腺功能、消化腺的神經系統、理化刺激對消化腺的影響、食物經過消化道過程、和臨床經驗與治療結合等等， 內容豐富同時具有前瞻性。筆者在此不會一一詳述帕夫洛夫的所有實驗過程，只想針對帕夫洛夫提出的幾個我認為比較重要的觀念或方法進行概述。

首先，帕夫洛夫通過對消化腺的傳入／傳出神經干預，證明了神經系統對消化系統的重要調控功能。在此之前，醫學界還無法確定神經系統對消化系統是否存在影響。其次，帕夫洛夫建立了假飼（fictitious feeding）模型：他通過外科手術成功讓狗將食物吃進嘴裡，但在食物進入胃之前，就從人造瘻管排出，並以此證明了「嘴裡的食物對胃消化液分泌也存在調控機制」。同時，他提出了所謂「精神因素所致消化腺分泌」（psychic secretion）的理論。他發現不光是食物在嘴裡會引起胃液分泌，看到、聞到食物也會，甚至同一研究人員的在場、腳步聲、談話聲等等這些過去認為「和消化系統一點關係也沒有的因素」對胃液和其他消化液分泌也都有影響。

最後，帕夫洛夫發現當他在每次餵食前發出固定某種聲音（比如鈴聲），經過一段時間以後，狗只要聽到鈴聲，消化液分泌量就會開始增加。

這一發現，成為日後古典制約（classical conditioning）理論的基礎。所謂古典制約，就是通過反覆人為干預，在原本不存在關聯的兩個事件（一為條件刺激，一為生理反應）之間建立起聯繫。

對人類理論學科的震撼彈：古典制約

古典制約理論的建立，不光是對醫學界產生了重大影響，毫不誇張地說，它在整個人類社會各個不同領域、層面的理論學科中，投下了一顆震撼彈。其中又以對心理學、精神科學、教育學等等影響最大。

「生物（包括人在內）可以通過人為干預被制約」的理論自此成為猶如「1+1=2」的數學公式一般紮根在所有相關學科裡，甚至成為許多政治、社會理論的基礎，也是無數小說、電影和其他形式藝術創作的靈感來源。

赫胥黎的經典名著《美麗新世界》（Brave New World）即是以極端經典制約下的人類社會作為大時代背景。

帕夫洛夫在他的著作裡還提到了許多非常重要的生理學發現，比如不同食物對消化液分泌的影響、消化液對彼此量和濃度的影響等等，實驗內容豐富而細膩。同時，我想要特別指出，其實在帕夫洛夫實驗進行的同時有許多其他研究團體也在進行類似工作，但是帕夫洛夫的實驗成果優於大部分競爭對手，因為帕夫洛夫的實驗方法很成功。他的手術技術高超，取得實驗數據（消化液量和濃度）的方法精良，建立動物模型的成功率也高。由此可見，除了有好的實驗構想以外，有可靠又實際的方法技術也同樣重要。

對帕夫洛夫的研究細節有興趣的朋友，可以到以下網站找到其著作英譯版。

最後以一張輕鬆的漫畫作為結束：

當我們在制約別人的同時，自己不也正處在被制約的過程中嗎？

順帶一提：我所在的比利時魯汶大學（KU Leuven）的心理系系酒吧（faqbar，每個系都有自己的專屬酒吧供系上教職員工和學生交流），名字就是Pavlov。想要被酒精和心理學家同時制約，去那兒就對了～

參考資料：

• Pavlov, Ivan Petrovich, and William Henry Thompson. The work of the digestive glands. Charles Griffin, 1902.（此為1902年英譯版）

• 備註：文中圖片作者不具有版權。如有侵犯版權／著作產權之行為，請即刻與作者聯繫。
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此原文轉載自原作者部落格，原文標題《巴甫洛夫的狗：1904年第四屆諾貝爾生理學醫學獎得主Ivan Pavlov的文章回顧》

• 【科科愛看書】你覺得自己是明辨是非、智慧超群的科青，但面對五花八門的商品就是無法割捨？購物車裡總是堆滿待買清單、每到月底就感到扼腕……這到底是什麼疾病啊啊啊！還請各位莫急莫慌莫害怕，容《用大腦行為科學玩行銷：操控潛意識，顧客不自覺掏錢買單，賣什麼都暢銷》向你道出決策之後的腦科學，相信在了解潛意識的力量之後，無論你是消費者或是行銷人，都能夠荷包滿滿、財源滾滾來呀～

當我們在消費購物時，大腦的決策過程會有三種「評估價值」系統，究竟是哪三種？以下就來一一解說。當然也可以分得更為精細，但大致分類的這三種獨立系統，實際上可以同時運作，進行價值的評估。另外，這些系統的運作方法或影響當然會因狀況或因人而異。

令你無意識反射的巴夫洛夫型系統

第一種是「巴夫洛夫型系統」。如果餵狗吃飼料時，總是讓牠聽到鈴聲，之後狗一聽到鈴聲，就會開始分泌唾液，這就是所謂的巴夫洛夫的條件反射，相信很多人都曾聽過這類例子。與此相同，巴夫洛夫型系統指的就是行動之後，在沒有意識下反射產生結果。

雖然大多出現在與生俱來的事物上，但也有經由學習而來的例子。將盛裝在盤子內的食物全部吃光，或是看到酸梅就開始分泌大量口水，都是巴夫洛夫型系統的典型反應。

食品、飲料之類感覺含有脂肪、鹽分或糖分的食物很美味，總是不小心就吃進這些食物，這也是巴夫洛夫型系統所造成的影響。

如果攝取過多的脂肪、鹽分或糖分，會導致肥胖或生活習慣病，因此這些成分現在被視為敵人，但如同前面所描述的，原本這些成分是人類生存上所不可或缺的。因此，人們會積極地想要吸收積蓄這些成分，並且在攝取之後會產生愉快情感起伏，進而引起想要攝取更多的實際行動。

多巴胺讓你學會習慣型系統

第二種是「習慣型系統」。這是某種透過學習而形成習慣性運作的系統。由於需要不斷嘗試並從失敗中學習，因此比起巴夫洛夫型，習慣型會需要更多時間。

像是每天早上開始工作前會想要喝咖啡、吃飽後會想來根菸、運動後要來杯冰涼的啤酒等等。一般來說，不論咖啡、啤酒或香菸，相信很多人在第一次嘗試時都會感覺「味道怎麼這麼糟」吧。要養成這些習慣，需要花費時間。然而一旦成為習慣之後，如果不進行這些行為，可能會覺得焦躁不安。

這些習慣化的過程，和腦內分泌物「多巴胺」有極大關係。咖啡因、酒精或尼古丁等，比起其他物質可以透過化學反應讓大腦分泌更多的多巴胺，因此容易讓人變成習慣。當然，即使並未含有這些化學物質，可以習慣化的事物有很多，比如說有人早餐一定會吃麵包和牛奶，有些人則喜歡白飯配味噌湯。

習慣化之後，雖然報酬預測誤差比較小，但由於親近性提高，因此容易因為改變而產生不安或異樣感等不快情感起伏。比如說，每天早上習慣吃麵包的人，某天餐桌上突然擺了白飯，應該會覺得奇怪，也就是產生了不快情感起伏。

棒球選手鈴木一朗在比賽的日子，早上一定會吃咖哩飯，每天進行同樣的訓練，並且已經持續十年以上，這是許多人都曾聽過的事情。這項行為，也正是為了不要產生不快情感起伏，以免在比賽時感到異樣。

可以很簡單地說這是一流人物所講究堅持的地方。但如果是專業的商務人士，要如何準備出容易引起顧客愉快情感起伏的狀況，又能避免不快情感起伏，連一些細微末節的地方都仔細考慮是非常重要的。

為了減肥，來養成目的指向型系統吧

第三種則是「目的指向型系統」。這是超越行動當下所產生的結果，是意識著某個目的所運轉的系統。前面的兩項系統是以腦部低階功能為主的系統，是在瞬間內所運轉；目的指向型系統則是以腦中主要掌控理性的部位為中心的系統，較前面兩項需要更多的時間進行決策。

具體的例子如為了健康每天攝取保健食品；為了減肥而吃卡路里低的食物，或是開始慢跑等等。這是最容易發生不快情感起伏及相應行動的類型。人會在潛意識中避免不好吃的食物或痛苦的事情，要消去這份不快情感起伏，並非以引起強烈的愉快情感起伏來解決，而是建立起即使小小的、少少的也沒關係，能夠每天產生達成感這種愉快情感起伏的架構。

這樣的連續情感起伏會連結到習慣型系統。為了養成習慣，建立起每天記錄，或是有時候一個鼓勵、問候的郵件或電話，有這樣協助本人的架構，會更加有效。不論如何，只要有個架構多少可以持續減輕不快情感起伏，目的指向型系統便能發揮很好的作用。

符合價值評估系統，商品自然暢銷

身為製作、銷售商品的一方，在製作商品時，像這樣確認對於這幾種消費者的價值評估系統，能應對到何種程度，或許是不錯的。消費者的需求時時刻刻都在變化，可以說消費者所尋求的就是符合這三種價值評估系統的商品。

拿可口可樂來舉例說明。可口可樂發售時，應該是定位於要滿足與生俱來的欲求，當然會重視味道這一個要素。同時，由於裝在瓶子內，可以很輕鬆地飲用，因此也可以應對習慣型需求。從玻璃瓶改為罐裝之後，重量更為減輕，更加方便，也更容易在自動販賣機銷售。

而瓶蓋可以關緊的寶特瓶出現，使得不論何時何地都能以便宜的價格飲用到可樂，這就更容易培養起習慣。順帶一提，可以用十杯的價錢喝到十一杯咖啡的咖啡券，也是「促進習慣化」的一種方式。

對現在的消費者來說，美味已經變成理所當然的事情；而且在便利商店或自動販賣機就可以輕易買到商品，也不需考量易得性，因而進一步希望從食品或飲料的消費行為中追求健康。因此，現在流行的零卡路里、低脂可樂，就是提供給注重健康的人能夠飲用的美味可樂。

今後，消費者所希望、需要的是，廠商可以提供消費者自己本身也沒有察覺，或是可以協助消費者達成潛意識裡所設定目標的商品，並且經由這些商品能夠真正滿足消費者的需求。

而消費者所沒有察覺到的目標，或是消費者雖有所意識但還未尋求的商品，又或者該如何接近消費者未期待的目標，就是今後的發展重點。就像無酒精啤酒這項商品即是相同的方向。

這裡所說的目標，當然不只是健康走向而已。高級品牌、安全、自我實現、社會貢獻或溝通交流等等，有許多不同的目標。如何尋找大腦在潛意識之下所預想的目標，在當中放入商品，喚起對於這項目標的意識，就是重要關鍵。

本文摘自《用大腦行為科學玩行銷：操控潛意識，顧客不自覺掏錢買單，賣什麼都暢銷》，方言文化出版。