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寫科普不簡單

大海子
・2011/06/01 ・2363字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 542 ・八年級

寫科普對一個文筆流暢的人不難,只要將相關生物資料,彙整一下,加以簡單組合排列,潤飾一下文辭字句,大概不難寫成一篇文章,至於是否膾炙人口,就見仁見智了,很難下評論。除非去參加科普徵文競賽,參賽者為了能獲得好成績才會努力創作,不然寫的內容其實大都會大同小異,難以看出文章有何值得閱讀之處。而內容的價值卻是決定文章可讀性最大的關鍵。

在資訊快速流通的網際網路時代,同樣主題的文章,處處皆是,古代寫文章,就是天下文章一大抄,抄的妙不妙往往就影響了文章的可讀性。當今資訊科技發達的時代,內容大都已經數位化,只要上網輸入關鍵字,一大筆相關與不相關的資料通通都會跑出來,只要剪一下,再貼一下,稍微改寫一下,換一下風格,瞬間就是一篇文章了,這樣的網路文章隨處可得,但卻乏可讀性與價值,通常只是一篇換了包裝的禮物而已,卻沒有一點內涵。

撰寫科普文章對我來說事一件又愛又恨的事,愛的是可以重新咀嚼知識內容,體驗隱藏在其中大自然的奧妙,令我咬牙切齒的是要尋找一個全新的觀點,來撰寫已知科學的內容,更難的是訂出一個好題目,題目好壞優劣當然又是一個公說公有理,婆說婆有理的議題,因為沒有公定標準,所以到頭來都是各說各話,自圓其說。然個人對文章題目希望讓讀者看到標題就能引起閱讀的動機,因此下標題通常都是一改再改、一修再修,直到能凸顯文章的重點與趣味性為止。

就我而言,我在下筆寫作之前,會先評估主題內容是否值得奮力一博,換句話說,就是讓我心甘情願花力氣、耗時間去為它找到一個觀點,然後在一字一句地將它堆砌完成,過程中不斷地來回審查所寫的字句是否能正確表達出心中的意念,好不容易完成之後,還要想想讀者是否也能因此獲得共鳴。舉例來說,驅使我撰寫《潮間帶作客之道》的最大原因在於:潮間帶是人們常常造訪之地,有關潮間帶的生物圖鑑或旅遊手冊比比皆是,但是卻如文章開頭所提到的一樣,鮮少有作者提及一些看似微不足道卻影響甚鉅的舉動,讓許多人(包括專業人員在內)無意中傷害了生物卻不自知。有鑑於此,個人才動手為文,希望人們造訪潮間帶時,除了遵守安全與保育規則之外,更應注重對待生態環境的環境倫理,以免誤傷生物。這類的題目才是個人願意投資精力與時間。

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另外有些文章是有助於釐清似是而非的迷思觀念,《尼莫叫什麼名字》一文就是這樣來的,文中所提及的小丑魚尼莫的俗名容易造成混淆,如同種不同名,同名不同種,往往造成許多迷思,有時甚至會引起許多笑話;若能破解迷思,方能撥雲見日,獲得正確的觀念。

科普文章除了提供知識之外,應該具備釐清觀念的功能,方能有可讀性,《海起嘯了》一文就是在這樣的動機之下,所完成的文章。許多不具海洋科學背景的社會大眾,因受到媒體跨大的報導造成心中極大的恐慌,這篇短文應發揮知識的力量,安定社會大眾的效用。這樣應該也算功德一件吧,總比念佛誦經,口中念了半天,心中卻還是波濤洶湧,無法平靜的效果好多了。

文章的精彩性在於其內容的優劣而非篇幅。簡單就是美,但是要寫的簡單而非長篇大論,卻是一種功力,所謂恰恰好,就是多一份太胖,少一份太瘦,為文時如果也能遵循簡約的規則,相信更能將文章重點表露無遺,華麗詞藻雖會增加稿費的收入,但卻無助於文章的精彩性,有時反而適得其反,讓讀者看不出重點所在。畢竟科普文章的重點是讓人讀懂,而非私人日記,作者是當事人,寫得不清楚只要點到為止,有感覺就好了,無須對讀者負責。

網路時代,圖像成了資訊表達的主流,短句子成了約定成俗的標準。臉書、推特等社會媒體的盛行,更有推波助瀾之效。昔日長篇大論的文章已經成了文人雅士的專利了,短篇文章卻大行其道,成為主流,科普文章亦不例外。然而文章要短而精彩,又要很通俗,凡夫俗子皆可讀懂,真是對作者寫作能力一大考驗,這就是痛苦之處,想多寫深怕現代讀者大多缺乏耐心,寫少了又怕讀者看不懂,兩者之間的平衡點不知放在何處,且文章又要找切入的觀點,才能寫出特點,最後才有完美的句點,老實說,好難喔。

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自古文章是自己的好,每字每句都好像是千挑萬選,好不容易才擠出來,有時想了半天,鉛筆頭都要快要被咬斷了,也蹦不出一顆字來,因此要修改文句,使文章流暢,尚可接受,若要大幅刪除/改寫的話,即使心中明白地知道,這對文章好,但是總會萬般不捨,一字一句在彈指之間就形銷骨毀,不見蹤跡了。而這種沒標準的事情最後的定論就是要比權勢大小了,有求於身操生死大權的編輯時,就算是心疼還是要含淚割愛,誰叫情勢比人差呢;若是編輯稿源不足的話,而來邀稿的話,那就是情勢大逆轉,另當別論囉,作者與編輯之間永遠有說不完的辛酸血淚故事。

科普文章寫作切入的觀點其實就是為讀者鋪路,讓他們可以順著道路,找到神秘的後花園,它同時也是引發讀者興趣,連接讀者共同的經驗與新知識之間的橋樑。一般人學習新知的方式,以舊有的知識為參考基礎,去理解新的知識與觀點,簡單來說,科普作者需要為讀者搭橋鋪路,將讀者與作者的觀點相連通,讓讀者一口氣將文章讀完。個人寫作喜歡找尋日常生活中的共同經驗,如在《海兔來拜年》一文的開端,就先簡介世俗對陸生兔子的刻板印象如圓圓的身軀、修長的耳朵與強壯的彈簧腿,以此為跳板再說明海兔與陸生兔子之間的差異,由此帶領讀者認識海兔的種種有趣的生態習性,達到介紹海兔的目的。

每一篇科普文章都是新的挑戰,就像每一份創意料理一樣,素材處處皆是,但是如何從主題的訂定,料理調配方式的選擇,素材的選用與搭配,最後完成合乎大眾口味的美食,整個創作辛苦的過程,只有同為創作者才能理解箇中的滋味。阿基師是創作美食的料理師,而科普作家應該是科學知識的資訊料理師,兩者最終的成品雖不相同,但同樣都能滿足人心靈上最深層的需求。

本文原發表於陳勇輝的臉書網誌[2011-05-28]

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大海子
53 篇文章 ・ 3 位粉絲
希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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!

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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)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

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?

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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。

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。/圖片來源:shutterstock

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。

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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。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

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)。

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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!

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2024 臺灣科普環島列車啟程 催生科學傳播新力量
PanSci_96
・2024/10/21 ・915字 ・閱讀時間約 1 分鐘

「2024 臺灣科普環島列車」今(21)日自臺北火車站啟程,沿著西部幹線南下,將於 10 月 21 日至 26 日搭載全臺 202 所國小學生,展開 6 天的科普環島之旅。前副總統陳建仁、國科會主委吳誠文、數位發展部部長黃彥男、交通部臺灣鐵路公司副總經理賴興隆,美、荷、法、德、英國等駐臺代表、9 家車廂參與單位代表及師生們均蒞臨開幕式。

高中生成為科學傳播新力量 助力全臺科普教育

吳主委表示,自 2016 年以來,已連續 9 年舉辦科普環島列車活動,持續推動科學教育。今年活動規模擴大,火車將在 6 天內行經 17 個縣市、32 個站點,提供超過 300 項科學實驗,讓全臺學童能從小接觸科學。

更值得一提的是,近年來國科會積極邀請全臺高中學生,透過科學培訓後上車擔任「車廂關主」,帶領國小學童玩科普;高中生們由「知識接收者」轉為「科學傳播者」的角色,不僅加深其擔任小老師的使命感,也提升科學傳播、知識轉譯及組織規劃能力。

今年有 391 位來自全臺 18 所高中的學生參與培訓,其中 162 位為女學生,突破科技領域的性別刻板印象,展現女性在科學界的力量。這些科普小老師們將於 10 月 21 日至 26 日帶著全臺各縣市、鄉鎮國小學童學習更多有趣的科學實驗,為科普教育展開多面向的正循環。

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2024 年的科普環島列車很不一樣! 全民一起上列車、長知識

「2024 年臺灣科普環島列車」停靠站點及時刻表

今年臺灣科普環島列車首度開放全民上車體驗,活動開放報名迅速額滿,共有360位民眾參加,8節車廂搭載不同科技主題的特色實驗,包含今年最發燒的 AI 人工智慧、半導體、衛星通訊、以及與我們生活息息相關的隔震減震知識,都設計在車廂的科學實驗活動中,讓參與活動的學生、民眾能獲得最新最熱的科技知識。各車廂活動由台灣默克集團、友達永續基金會、瑞健醫療、ASM 台灣先藝科技、國家地震工程研究中心、數位發展部、緯創資通、聯華電子科技文教基金會和上銀科技等單位規劃設計。

國科會特別感謝各參與單位的支持與合作,讓此次活動更豐富多元。科普列車活動期間,在全國各地火車站及周邊地區也同時舉辦科學市集,歡迎各地民眾經過火車站時不要錯過難得的科學體驗機會!

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量子科技即將走入生活?最有趣的科學知識傳播 QuBear 量子熊,來了!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/07/10 ・676字 ・閱讀時間約 1 分鐘

不知從什麼時候,「量子」取代了磁場、奈米,成了時興的名詞。特別是把量子與資訊兜在一起,無論是在科學或是科技上,都深具潛力。或許有一天,我們將打開以量子位元建構的量子電腦,透過量子演算法進行各種計算,並把資訊用量子傳輸的方式傳遞出去。

這樣的日子可能真的不遠了。

為了因應量子科技時代的來臨,行政院在 2022 年 3 月宣布成立「量子國家隊」,由 17 個產學研團隊組成,包含了通用量子電腦硬體技術、光量子技術、量子軟體技術與應用開發這三大領域。

「量子熊 QuBear」身為量子國家隊的推廣擔當,針對年輕世代學子,激發量子科學與科技的興趣與瞭解,將全力推動 Quantum PAY,以三大多元管道「Podcast、 Article、YouTube」進行知識傳播,內容類型含括播客、文章跟影音短片。量子熊 QuBear 除了打造線上平台,更製作多個 quantum PAY 學習模組,努力朝著建立量子熊的微學習平台,以及建構長遠的科學知識傳播生態圈的目標前進。

最後,你或許會好奇,量子熊的名字是怎麼來的?

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量子電腦的核心技術是量子位元 (qubit)。英文發音快一點,就跟 QuBear 有點相似,於是就裝個可愛,叫做量子熊啦!

記得看到量子熊時,幫忙按讚、訂閱,還有~開啟小鈴鐺~https://www.youtube.com/channel/UCkWM3vYaCd_VoPHQ1hrUdzA

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