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當「科學家」遇到「小孩」?

大海子
・2011/06/07 ・5665字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

截圖來自海生館兒童網站 http://kids.nmmba.gov.tw/

教育、展示、典藏與研究是博物館的四大基本任務。展示是教育的一種方式,典藏品同時是研究與展示的素材,研究成果最後仍透過教育推廣方式,讓社會大眾認識並瞭解科學的新發現與科技發展,由此可知教育在博物館任務有著不可或缺的地位。

社會大眾與科學家之間總是隔著一道深深的鴻溝,教育推廣者的責任就是在兩者之間搭建一座橋樑,讓橋兩端的人,可以相互流通,推廣者猶如建橋工程師一樣,臨淵拉索、遇水造橋,並扮演幕後的推手,拉近兩者的距離,這看似容易的工作,其中卻大有學問,絕非三言兩語所能道盡。

球員 vs. 教練

大多數的研究經費都是來自納稅人,社會大眾有權力瞭解當代科學研究的進度與成果,分享研究成果是科學家回饋社會的方式之一,但每位科學家分享的方式卻各異其趣。如何將艱澀難懂的科學自然現象,告訴一個幾乎沒有科學專業背景、或是已有根深蒂固錯誤觀念、或是「有迷信」的大眾,是一種學問,也是一種挑戰,這並不是每位研究人員都可以勝任的工作。就像美國職業籃球賽超級明星球員麥克約旦(Michael Jordan),雖然球藝技冠群雄,卻不見得可以勝任教練,訓練球員,進而督軍作戰並贏得比賽。曾贏得全美大學籃球聯賽冠軍的杜克大學(Duke University)籃球隊的教練是一位身高僅166公分的「高人」,且非明星籃球員出身,但卻可以帶領高頭大馬的球員四處征戰,凱旋而歸。知名導演吳念真曾說「通俗是一種功力」,能否將艱澀難懂的科學,轉變成一般人簡單易懂的知識,就成為每位科學家的挑戰;筆者認為「通俗」更是一種從事教育推廣者都必須學習的技巧,且需要透過多次教育活動實務中持續不斷磨練的能力,單單擁有龐大的專業知識,並不能保證推廣活動的成功。就像是好的商品,若沒有搭配適合的行銷宣傳手段,並不會受到市場的青睞一樣,因為顧客無法感受商品神奇之處。

來者何人?

推廣活動設計的首要原則,就是從大眾的角度觀看專業知識的樣貌,進而由此找到適當的角度與「地點」,建立起雙方溝通的橋樑。然而一樣米養百樣人,當對象不同時,所要建的橋樑種類就不同,「工程」當然就不一樣了;就如同要與小孩說話前,成人必須先蹲下來與他同高,才能從孩童的觀點看世界,以便瞭解孩童眼中世界的真實情況。科學家往往是專業領域中的「巨人」,引領先驅的科學研究,然而社會大眾多半是一知半解的「小孩」,當一位受過專業訓練的科學家要將滿腹經綸告訴大眾時,若是不加以包裝、調整使其深入淺出,而以平舖直敘方式表達出來時,往往就會看到觀眾一臉狐疑的表情-你在說啥米碗糕?當科學家遇到小孩時,雙方互動的方式是否合宜,往往是影響最終的教育推廣效益的關鍵因素。

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近幾年來,國家科學委員會有感科普教育的重要,開始推展科普節目計畫補助,鼓勵各類媒體製作科普節目並邀請科學領域的大師進行科普演講,對象就是一般社會大眾,有時候甚至是國小學童,讓民眾瞭解科學的進展與背後的社會意涵。這些大師面臨的最大挑戰就是千奇百怪的觀眾;尤其是受邀到國小演講時,更是感到惶恐無比,因為他們要面對的正是一群幾乎可以稱為「科學白痴」的小孩,而且小孩注意力往往只有15分鐘,若演講內容太過學術,艱澀難懂,難以引起興趣的話,小孩們會用那無奈的表情與天真無邪又無辜的眼光很真誠地告訴講者:「你說得很明白,但是我聽不懂」。這也是筆者進行教育推廣所面臨的最大挑戰–複雜的觀眾屬性

以海生館為例,根據我們長年來的調查發現,來本館參觀的觀眾只有三成左右會有學習海洋生物相關知識的意願,另外三成的動機則是純娛樂的-講白了就是來玩的而已,其餘剩下的三成的觀眾則介乎其間-若有機會學習新的知識也好,不然單純玩玩也不錯。這些會來參與科教活動的觀眾多屬於親子,就是父母親帶孩子來參加的,而且多以國小學童或學齡前的幼童為主,只有舉辦節慶特別活動且獎品豐厚的狀況下,如元宵節猜燈謎活動,成人才會看在獎品的份上參與活動。面對觀眾的不同屬性,科教活動就應導入「客製化」的觀念,為特殊觀眾群量身訂做,而非一視同仁。

讓科學走出象牙塔 走進尋常百姓家

科普教育的對象是社會大眾,科普教育也不是畢業必修的學分,更不是人生必修的學分(例如養生等),觀眾是不受拘束的,來去自如,推廣者無法以紀律或考試來威脅社會大眾參與活動。在教育推廣的主從關係中,社會大眾才是主人,如果沒有這樣的認知,那推廣者就會面臨一些窘境。在本館舉辦教師研習會或是工作坊的時候,就會發現本館有些研究同仁進行專題演講,講述自己多年的研究發現,講得舌燦蓮花、天花亂墬,筆者覺得頗有學術知識上的收穫,但是觀眾卻頻頻點頭、呼呼大睡,只差一點沒有打呼出聲而已。這種情況也發生在海生館研究人員前往社區大學授課時,一個兩小時的解說員訓練課程中間會有10分鐘的休息;若是講師上課的內容不佳或是過於艱深,無法引起學生的迴響時,下課時學生便會紛紛翹課,一去不回,沒有離開的可能是需要關燈關門的值日生或是班長,其他人會趁著講師轉身寫黑板時,默默地從後門離開。學生不會直接向老師抱怨,但會私底下批評老師課程內容艱深、無趣、不實用。如何引起觀眾的學習興趣是推廣教育活動設計中不可忽視的因素。

當我剛到海生館時看到這樣得情景,我開始問我自己一個重要的課題:來館觀眾的屬性是什麼?如何去進行我的推廣工作?與觀眾進行互動溝通時需要什麼媒介?觀眾的背景如何?甚至具有什麼錯誤的知識?參觀目的?什麼動機?他們的生活經驗是什麼?從何觀點切入?笑話嗎?社會新聞嗎?八卦新聞嗎?政治事件?環保議題嗎?……從這些多重的觀點研究觀眾特性,就會發現因觀眾與專家學者觀點差異而產生的趣味性。

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舉例來說,解說員曾在企鵝缸旁邊指著企鵝請問觀眾說:「企鵝的背為何是黑色的,腹部卻是白色的呢?」小朋友說:「企鵝的手(翅膀)比較短,洗澡時洗不到背只能洗肚子,所以背部是黑的,肚子是白的。」小朋友充滿童趣的回答是可以諒解,因為他們欠缺科學知識,答案來自於生活經驗中憑空的想像。大人的答案亦是千奇百怪,令人啼笑皆非。有人說:「因為企鵝去海裡游泳,背部常被太陽曬,所以比較黑。」答案仍源自生活經驗-曬太陽-皮膚會變黑;有個人甚至開玩笑的說:「因為企鵝腹部有擦SK II,所以……」,答案一出,引發一陣哄堂大笑。

海生館另外一個有名的例子是,解說員請問遊客說:「大洋池展示缸有五十多種魚,請問大致可以分成兩大類,請問是哪兩大類?」
有人說:「公的和母的?」
有人說:「大魚和小魚?」
有人說:「有毒的與沒有毒的?」
有人說:「咬人與不咬人的?」
有位大哥說:「清蒸的與紅燒的?」給答案的人當時不是飢腸轆轆,要不然就是職業廚師或是美食家,三句不離本行。

這個問題的標準答案是軟骨魚與硬骨魚兩大類,軟骨魚就是鯊鮫與魟魚類,其他就是硬骨魚,如吳郭魚、石斑、蝶魚類等。對海洋生物學家,這個問題很簡單,但是對社會大眾卻被轉化成一個腦筋急轉彎的問題,答案可以來自天馬行空的自由想像,因為答錯也不會受罰!從以上觀眾反應的有趣案例發現,遊客學習新的科學知識,其推理基礎植基於生活經驗,並不完全是科學素養,或是邏輯推理,這點與科學家理解新知的切入觀點截然不同,可是科學家對觀眾學習過程有這樣的認知嗎?答案是大部分人是沒有的,因為這些知識對於科學家而言,尤其是海洋生物背景的人,是再簡單不過的知識,但是不要忘記一點: 科學家是訓練有素的專家,但社會大眾卻不是!

道,一以貫之

科普教育除了傳授正確的科學知識之外,還有一個常被忽略的重點,就是科普內容的呈現方式,是否能進一步啟發觀眾返家之後繼續的學習相關的知識?美國人在演講過後的結語就常會給一個重點訊息,稱之為「take home message」,這類性質的訊息就是演講精髓所在,但同時也是鼓勵聽眾事後去瞭解深入內容的切入點。這就是科普教育推廣的重要原則之一:讓觀眾將活動中所學到的重要訊息帶回家。

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社會大眾不需要大量的科學知識,而是「概念式」的科學觀念;科學事實的功能在說明概念的例證知識與導引,而非學習主體。舉例來說,解說單一種魚類的所有生態知識之前,首先要引導觀眾察覺該種魚生態趣味之處,相關的知識則留給觀眾自行去探索。簡單來說,以基礎的知識所形成的概念當成一把通往知識寶庫的鑰匙,用以打開更多的知識寶箱。因此教育活動之前,應加強知識的整理歸類,刪除過於艱深難懂的專業術語,如魚類的內部結構-鰓耙;並挑選簡單有趣的例子為引子,點出重要概念,以引發學習興趣。再以比較招潮蟹名字在東西文化上差別為例,先指出因對揮動大螯意義認定上的差別,讓西方人稱招潮蟹為提琴手蟹,最後才會是對濕地螃蟹生態保育的呼籲。不僅如此,若能同時由此歸納出一些簡單易懂的原則作為合適的切入點,就能帶領觀眾進入更廣更深的科學的領域,享受其中的趣味性。

以認識海洋生物名稱為例來說,無論新任的解說員或一般遊客,甚至具有專業背景的專業人士,若要熟悉海洋生物名字,都需要曠日費時的努力。就水族館的生態缸的導覽來說,缸中的魚群無法如文史美術館中的藝術作品一樣固定不動的,而是到處游來游去的,因此要讓觀眾能在解說的瞬間聽懂解說員所提的名字並與在缸中游動的生物作連結,可說是件困難的事。但是如果能訂出一些簡單的規則,並將名字依此分門別類,讓人可以瞭解的名字背後的命名規則,無論是解說員或是觀眾只要學會這些簡單的原則,便容易記住海洋生物的名字,因為有規則可循,不必死背,聽解說的人亦容易理解解說員所指何物。

教得多不如教得巧

另外一點就是傳授實務上的技巧,以利工作上的需求,簡單來說,除了舉例說明之外,還要告訴他們一些撇步,如硬骨魚與軟骨魚如何區分的技巧:軟骨魚的尾鰭是上下不對稱的歪形尾(如鯊魚類)或是演變成一條細長的尾巴(如魟魚類),而硬骨魚的尾巴大多數是對稱的;另外硬骨魚會有明顯的鰓蓋,而軟骨魚類會有5-6條的鰓裂。這樣的觀察技巧有助於讓遊客區分辨別軟硬骨魚類,說明透過對不同類別的魚類外型特徵觀察的方式,就是回應解說員工作上實務的需要技巧之一。

生活為導 深入淺出

回想生活經驗中,只有當我們在組隊報名參加比賽取隊名時,我們才會稍微注意一下取名字的重要性,於是每隊根據自己的屬性與觀點取了隊名。無論隊名為何,每個隊名總隱含一個意涵。海洋生物的命名方式亦不例外,因此若能瞭解海洋生物命名原則,那麼就比較容易記住這些海洋生物的名字了。以生活經驗中取名的有趣方式作為學習的鷹架,歸納出海洋生物取名字的規則,透過有趣的圖片與講解,引起觀眾的興趣與學習動機,一般大眾對於海洋生物名稱的由來與意義,自然印象深刻。學習有趣的事情,總會令人興奮不已,更何況這些規則是具有實用價值的知識,可藉此認識更多的生物。總而言之,教會一個人掌握釣魚的秘訣後,日後是不用擔心他會餓肚子的。

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水能載舟 亦能覆舟

在影音多媒體發達的時代,卡通式的動畫是很普及的,只要在任何入口網站搜尋動畫,就會得到數以萬計的結果,等著你去看,這些聲光效果都精彩的動畫很受歡迎,許多博物館的網站,尤其是兒童網站上的故事動畫更是如此,但是大多數的動畫都採用單向輸入的方式播放,觀眾只能被動地接受訊息,無法有任何的參與;有些則採取遊戲形態,以計分的方式鼓勵兒童去玩動畫、學知識,但是兒童往往著重遊戲的趣味性高低,遊戲過後只留下激情與分數,完全漠視動畫所要傳達的教育意義。

以多媒體特效為主的教育動畫至今依然盛行,因為普遍相信只要是透過動畫的方式,兒童就會看就會學習其中的知識,事實不然,這只是一種對多媒體教育的迷思。在海底總動員的迪士尼動畫影片中,小丑魚尼莫是由廁所中馬桶被沖出公寓的水管,逃回到大海之中。這樣的場景讓一個西方國家的小孩如法泡製,將家中的金魚放生,結果可憐的金魚並沒有回如願到大海,而是進入公共化糞池中「臭死」了。

動畫本身的誇張的影音效果並不是原罪,原罪在於設計者並沒有正確地使用他們,反而讓瀏覽者缺乏思考與判斷,只感受到表面誇張的多媒體影音劇情效果,無視內涵中真正的教育意義,因此才會產生如此的惡果。科學家可以透過理性的邏輯判斷,輕易判別出誇張的動畫劇情節中所包含的客觀事實或媒體效應,但對於盲目的社會大眾容易引起誤解,這是教育推廣工作者使用多媒體當作活動媒介時,需要審慎省思的考量。

學習者是主人

如何激發瀏覽者的思考能力,誘導他在觀看動畫時,去思考其中的狀況,判斷問題的關鍵,並架構出理論假說,驗證自己的判斷對錯與否,這或許是在推廣科學教育所要考慮的一個重點-培養獨立思考的能力。舉例來說,筆者在設計「認識魚體形狀與生存環境有關」的概念動畫-行不行,就是以說故事的方式,提供一些先備知識與概念,讓學習者面臨不同魚體抉擇時,能發揮獨立思考的能力,藉由多媒體之助進行測試,達到瞭解魚體形狀與生存環境之間關係的抽象概念之目的。由此過程刺激學習者的思考與判斷力,進而由探索體認正確的科學原理,有效傳達科學知識與概念,同時避免反客為主的狀況,學習者只看到多媒體的特效,而非教育內容。簡單來說,就是以「學習者中心」的出發,讓觀眾參與其中,並引發主動思考之能力是重要的關鍵。筆者認為「聽別人說的,都還是別人的,唯有自己動手作過,或體驗過才會是自己的」,讓觀眾身與心都能參與其中的動畫,是教育動畫設計的一個必需考慮的因素。

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真誠的熱情是活動的好開始

從事教育推廣工作者最需要的就是要有工作熱情,願意分享,推廣工作不似研究工作,可以關起門來自己過活;反之,它需要常常與人接觸,沒有一個遊客會去參與一個面無表情人的活動。雖然便利店或是加油站常聽到服務生大聲對顧客說歡迎光臨,謝謝光臨的說詞,但是顧客往往感受不到一絲的誠意。因為那個招呼聲只是環境噪音之一,一個客觀無情的物理訊號而已,顧客沒有感受到店員發自內心的熱情;店員如是說,乃身不由己,只是應付公司的規定而已。深究其因,就會發現其實許多店員認為那只是一份糊口的工作而已,缺乏熱情,無法享受(enjoy)工作中的酸甜苦辣,所以才會如此機械人的反應。任何教育推廣活動的規畫者、設計者與執行者,都需要一份熱情,才能做出令人感動的活動,獲得觀眾的熱烈回應,這一點是永遠都不會改變的教育推廣的金科玉律。

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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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科學新聞誰來說?當科學家與記者意見相左時!——《是炒作還是真相?媒體與科學家關於真相與話語權的角力戰》
商周出版_96
・2025/04/05 ・4280字 ・閱讀時間約 8 分鐘

同床異夢:科學家與科學記者間的緊張關係

為了新成立的科學媒體中心負責人一職準備面試期間,我讀到許多科學家的意見,他們指出媒體對MMR疫苗和基因改造等議題的報導削弱了公眾對科學的信任。然而,當我更深入閱讀當時的科學新聞時卻發現情況並不那麼單純,許多嘩眾取寵的報導出自綜合記者或政治與消費的分線記者,消息來源是善於操縱媒體的運動人士而非優秀科學家,反觀科學記者筆下的報導則多數公正平衡。

中心成立後的頭幾個月主要是諮詢,過程中我與一些傑出的科學記者交流,詢問新的科學新聞辦公室如何產生價值,他們花了很多時間回應我接二連三的提問。互動中我清楚意識到科學記者不需要別人教他們怎麼做報導,而且他們其實與科學家一樣苦惱,覺得手機、核能、複製技術等等議題有太多聳動新聞。後來討論焦點就放在科學媒體中心如何改善現況,方法包括鼓勵科學家接受訪問,以及提升科學專業在編輯室內的地位。

一種說法認為科學記者是個特別的記者類型。有人向英國廣播公司前新聞部主任弗蘭.安斯沃思(Fran Unsworth)提出疑問:為何她們的公司高層很少人有科學報導背景?她短暫遲疑後回答:英國廣播公司的科學記者大都熱愛自己的工作,喜歡報導更甚於管理。我在其他媒體也注意到同樣現象,許多科學、醫藥、環境記者在專門領域耕耘超過二十年。湯姆.菲爾登被問到為何熱愛科學報導,他的回答是:

科學報導的內容幾乎都是探索性而非指控性—代表我和科學家都能開開心心回家!而且我能在自由出入實驗室、見到地球上最聰明的一群人、對他們的畢生心血提出各種粗淺的問題,這是多麼大的特權。再來科學新聞多彩多姿,生醫、太空、氣候、生物多樣性、古生物……最後一點,科學新聞很重要,是現代社會不可或缺的一部分。

「要迅速還是要正確?」——新聞編輯室裡的艱難選擇

二○○二年科學媒體中心剛成立時,社會上針對科學和媒體之間為何緊張有過一波辯論,其中一個話題是科學價值觀與新聞價值觀的矛盾。已故的理查.多爾(Richard Doll)爵士教授是發現吸菸與癌症關聯的科學家,他曾經對著滿屋子的記者一語道破:「你們不喜歡老調重彈、報導大家都知道的事情,總想找些新鮮的。但很可惜,科學裡新的事物通常不對,真理需要透過時間慢慢建立。」

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科學追求真理累積,媒體偏好新鮮話題,價值觀自然衝突。圖/unsplash

另一方面,懂得反求諸己的記者通常也不諱言表示媒體反映真相有很多侷限。《華盛頓郵報》資深記者大衛.布羅德(David Broder)一九七九年曾說:「我希望媒體能一再重複、直到大家明白—每天送到門口的報紙,只是記者對過去二十四小時內聽聞的某些事情做出片面、匆促、不完整的敘述,內容不可避免會有瑕疵與偏差。」難怪科學家對記者戒慎恐懼,而記者與科學家合作時也倍感挑戰。曾經有位報紙編輯對著一房間的皇家學會成員說:在他的編輯室內,「要迅速還是要正確」這問題只會有一個答案。那些科學家的惶恐表情我歷歷在目。

我進入媒體關係工作之前拿的是新聞學學位,至今仍記得一位前記者曾在講座中告訴大家:「車禍後無人傷亡」不能成為新聞,「車禍導致五名青少年死亡」才能引起大眾關注。研究媒體的學生辯論新聞價值觀已經辯了數十年,也有人大膽嘗試不同做法,比方說《龜媒體》(Tortoise Media)之類新興平臺就訴求「慢新聞」,旨在建立有別於速度至上的新模型,透過「慢速新聞學」理念以更長時間來更加深入地製作更大、更複雜的報導。但儘管媒體業界發生許多變化,傳統的新聞價值觀仍屹立不搖。

科學媒體中心所有工作都是為了支持科學報導的高標準,不過我們在二○一一年列文森調查期間發現還有其他機會能夠撼動這些標準。該調查由布萊恩.列文森勳爵法官(Lord Justice Brian Leveson)主持,目的是在《世界新聞報》(News International)竊聽醜聞案後瞭解英國媒體業界有什麼慣例。我當時的同事海倫.賈米森(Helen Jamison)建議我們向調查庭提交證據,幾杯所謂的「女士汽油」下肚後,她操著濃厚曼徹斯特口音說:「傷害公眾利益的不是竊聽名人電話—而是糟糕的科學報導。」隔天我們發郵件給幾位科學通訊人員,詢問他們關注什麼議題,一週後就提交多頁書面證據。

我告訴同事自己被傳喚去做口頭證詞時她們還覺得我在瞎掰。小組內部連續幾週密切關注各大媒體如何報導列文森調查案,包含麗貝卡.布魯克斯(Rebekah Brooks)、阿拉斯泰爾.坎貝爾、保羅.戴克瑞(Paul Dacre)和安迪.考森(Andy Coulson)在內很多媒體界大人物都有出庭,而今居然也有我一份,令人興奮又忐忑—被傳喚的人只有我代表科學界,一定要把握好機會。

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標題戰爭:聳動 vs. 精準,誰來決定科學新聞的呈現?

但其實我沒進過法庭,緊張情緒一目瞭然。印象特別深的是御用大律師羅伯特.傑伊(Robert Jay)和列文森勳爵本人一再要我放慢語速。官方紀錄上,提醒我兩次還不見效,列文森這麼說:「不必因為半小時的限制就講很快,時間是可以延長的……而且我有點擔心,總覺得速記員頭上好像冒煙了。」

我的主要論點是媒體長期以來執著於同一套價值觀,在書面證詞中也有所描述:

追求引發恐慌的故事、誇大單一專家從小規模研究得出的結論、不願將令人擔憂的研究結果置於宏觀而令人安心的脈絡、為了平衡而捏造不存在的學界歧見、過分偏愛另類觀點等等。

當天《獨立報》恰好印證我的觀點,一篇跨兩頁的報導標題為:「眼盲者重見光明—患者因幹細胞『奇蹟』痊癒。」然而實際情況是患者並未痊癒,雖然回報視力小幅度改善(他們原本視力極差,已被登記為盲人),但這僅僅是一項安全性研究,而且只有兩名患者參與。當然,研究本身是值得報導的,在幹細胞研究剛起步、真人試驗剛開始的時期,這是個重要的進展。問題在於報導口吻暗示科學研究取得了巨大突破,可能給成千上萬黃斑部病變患者帶來不切實際的希望。

同一天稍晚我揪著心打電話給《獨立報》科學編輯史提夫.康諾,告知我將他的報導當作科學新聞不良案例交給列文森調查庭。他當然談不上高興,但至少沒發飆,所以我鬆了一口氣。原來前一天晚上他提交的原稿內容較精緻,但夜班編輯決定將報導放在頭版,所以文字編輯就對標題進行過加工。康諾將原稿發過來,我們倆就在辦公室玩起「找出不同點」的遊戲了。

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離開法庭時,《太陽報》總編輯攔住我。我在證詞中批評他們前一週煽動恐慌,報導內容是居家用品內的化學物質,但標題卻叫做「商店貨架上滿滿的乳癌『風險』」。原本我以為對方要吵架,沒想到他說《太陽報》真心想改善科學報導品質,邀請我們為報社裡的一般新聞記者開一場科學報導培訓班。隨著列文森調查案持續推進,業界標準似乎終於迎來變革,而且這一次沒有落下科學新聞。

作證時我順便提出有必要為科學報導制訂新的指導方針,還誇下海口表示只需要幾小時就能與記者和科學家共同完成草擬。一週後,調查庭將人召集起來要我們開始,沒想到折騰了整整一天,而且過程中好幾次我都擔心無法達成共識。標題就是特別棘手的項目,記者和文字編輯很堅持標題只追求簡潔和引人注目,沒必要精準總結文章內容,但科學家聽了很火大,認為這是合理化不精準的敘述。

科學家要求標題的正確性,記者堅持要簡潔吸引,雙方激辯不休。圖/unsplash

我感覺自己成了全球和平談判的調解員,必須設法安撫所有人不拍桌走人並達成協議。所幸雙方都有成就這樁美事的意願,最終相互妥協:標題不應誤導讀者對文章內容的理解,且不應以引號包裝誇大的敘述

總體來說,新指導方針鼓勵記者從協助大眾的角度切入,告訴閱聽人什麼證據是可靠的,又有什麼證據還在研究階段。例如其中有幾條的內容是:新聞故事應附上來源以便讀者查詢。應標明研究的規模、性質和侷限性。應指出研究處於何種階段,並從合理角度預估新療法或新技術能為民眾所用的時間點。

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我們將指導方針寄給列文森勳爵,很高興他在最終版本的報告裡也建議採用。調查案結束後成立了獨立報刊業標準組織(Independent Press Standards Organisation)在各大新聞編輯部推廣指導方針,由於制訂過程有編輯和記者的參與所以接受度很高,不至於引起反彈。

為科學家舉辦講座時,我會展示一些因為科學家參與而變得更客觀準確的新聞報導,其中個人特別喜歡的一篇出自二○○八年的《每日郵報》,內容提到一項小鼠研究發現常用的保濕霜與癌症有相關。記者費奧娜.麥克雷(Fiona MacRae)引用兩位不同專家的意見質疑這項研究與人類皮膚的相關性,並指出該研究需要能在人類身上複現才有意義。

專家之一表示:因為這項研究就停止使用保濕霜太「瘋狂」,還補充說明:「小鼠皮膚癌研究其實不太能幫助我們瞭解人類的皮膚癌。」最精彩在於標題是「保濕霜與皮膚癌相關(僅限小鼠)」,而且括號內外用了同樣大小的字體。

從這個案例來看,優秀的記者可以在講述有趣故事的同時確保讀者不會過早丟掉面霜。我還會在講座使用的幻燈片裡摻入一些小報的報導實例來挑戰學術界偏見,比方說《每日郵報》的社論或許爭議頗多,但他們的科學新聞通常品質並不差,不推廣特定立場的時候更是如此,有時甚至優於大報。我還會強調《每日郵報》在英國銷量排行第二,如果連線上版也算進去讀者數超越所有大報,因此務實一點說:如果科學家希望更有效地向大眾傳遞信息,完全沒有不與《每日郵報》合作的道理。

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——本文摘自《是炒作還是真相?媒體與科學家關於真相與話語權的角力戰:從基改食品、動物實驗、混種研究、疫苗爭議到疫情報導的製作》,2025 年 03 月,商周出版,未經同意請勿轉載

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深海發現大型礦場和「暗氧」!是能源危機的希望還是潘朵拉之盒?
PanSci_96
・2024/09/21 ・2334字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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深海的暗氧:無光環境中的神秘氧氣生成

深海,被譽為地球最後的未開發疆域,隱藏著許多不為人知的奧秘。數千公尺深的海底沉積了數量龐大的多金屬結核,這些礦物因含有大量珍貴金屬,對現代技術,尤其是能源轉型,至關重要。然而,科學家在探索這些結核的過程中意外地發現了一種神秘的現象:暗氧,即在無光的深海環境中生成氧氣的過程。這一發現不僅可能改變我們對海洋生態系統的理解,還可能重新定義地球早期生命起源的故事。

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長期以來,科學界普遍認為氧氣的生成依賴於光合作用。光合作用是植物、藻類及一些細菌透過陽光將水和二氧化碳轉化為有機物並釋放氧氣的過程。這一過程主要發生在地球表層和淺水區域,是維持大氣和海洋中氧氣含量的核心機制。根據這一觀點,只有在陽光能夠到達的區域,氧氣才能被生成。因此,對於深達數千公尺的深海區域,我們的認識是,氧氣主要來自於表層水透過洋流輸送到深處。

然而,深海中缺乏光源,光合作用無法進行,這意味著氧氣在深海中的供應受到限制。雖然洋流能夠在一定程度上將氧氣輸送到深海,但這一過程極其緩慢,往往需要數百年甚至上千年才能完成一次循環。因此,科學家一直認為深海是一個缺氧的環境。

多金屬結核的發現,是新能源的關鍵,還是海洋生態的災難?

在這樣的背景下,科學家對深海進行了更深入的探索,並發現了錳結核(英語:Manganese nodules),又被稱為多金屬結核這一珍貴資源。多金屬結核是富含金屬的岩石,其主要成分包括鈷、錳和鎳等金屬。這些結核廣泛分佈於全球深海區域,尤其是太平洋海域,儲量高達數兆噸。這些金屬對綠色能源技術,如電池生產,具有極高的價值,吸引了全球各國的關注。

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然而,這些結核不僅是地球資源的寶藏,它們還隱藏著另一個重要的發現。2013 年,科學家安德魯·斯威特曼(Andrew Sweetman)在太平洋克拉里昂-克里珀頓區域進行深海研究時,意外地發現,在封閉的深海水域中,氧氣濃度竟然有所增加。這一現象引發了科學界的極大關注。

科學家探索深海的多金屬結核時,意外發現「暗氧」的存在。 圖/envato

暗氧的生成機制

斯威特曼的研究團隊推測,深海中的多金屬結核可能在某些化學條件下,充當了天然電池。這些結核通過電化學反應將水分解為氧氣和氫氣,從而在無光的環境中產生了氧氣。為了驗證這一假設,團隊在實驗室中模擬了深海環境,並確實觀察到氧氣從結核生成的現象。

不過,這一過程並非如想像中簡單。根據實驗數據,某些海底結核表面的電壓僅為 0.95 伏特,卻能夠生成氧氣,這與理論上需要的 1.6 伏特電壓不符。研究團隊進一步推測,這可能與結核的成分有關,例如含鎳的錳氧化物可能起到了催化作用,降低了反應所需的能量。此外,結核表面的不規則排列及空隙可能也促進了電子轉移和水的分解。

暗氧的發現挑戰了我們對氧氣生成的傳統理解。過去我們認為,地球上的氧氣主要來自於光合作用,但這一現象表明,甚至在無光的深海環境中,氧氣也能通過無機物的電化學反應生成。這意味著,我們對於地球早期氧氣循環及生命演化的認識可能存在重大疏漏。

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尤其值得注意的是,多金屬結核的形成需要氧氣,而這些結核大量出現在深海中,是否表明早期地球上就已經存在非光合作用的氧氣生成機制?如果是這樣,暗氧是否可能推動了地球上生命的起源?這一問題仍然未有定論,但暗氧的發現無疑為生命起源的研究開闢了一條新的途徑。

未來的挑戰:開採深海資源還是守護地球最後的「淨土」?

除了科學研究的價值,多金屬結核也吸引了全球對於深海資源開採的興趣。這些結核富含稀有金屬,特別是對電池生產至關重要的鎳和鈷。然而,大規模的深海開採可能會對海洋生態系統造成嚴重破壞。

對於發現的深海資源,是要開採?還是選擇守護海洋生態? 圖/envato

首先,深海採礦可能導致噪音和光污染,破壞深海生物的棲息地。此外,採礦過程中產生的懸浮物可能對海洋生物,尤其是水母等生物造成生理負擔。研究顯示,水母在模擬的採礦環境中會因應對懸浮物而消耗大量能量,這可能削弱其免疫系統並降低生存率。

因此,雖然深海資源的開採看似能解決當前的能源危機,但國際間對此議題的爭議仍然持續。全球已有32個國家支持暫停或禁止深海採礦,呼籲進行更多的生態影響研究以確保環境保護。

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暗氧的發現,不僅為科學研究帶來新的挑戰,也為深海資源的開採提出了更高的要求。在能源危機與生態保護之間,我們需要尋找平衡點。未來的技術或許能夠在不破壞環境的情況下,模擬自然過程生成多金屬結核,從而實現可持續的資源開採。

此外,暗氧現象的發現也為探索外星生命提供了新的思路。當我們在其他行星上發現氧氣時,不一定意味著那裡存在光合作用生物,可能是類似多金屬結核的無機反應在默默進行。這一發現或許將改變我們對地外生命的定義與尋找方式。

深海的秘密仍在不斷被揭開。從暗氧的發現到多金屬結核的開採,這片未開發的疆域將在未來的科學探索與資源爭奪中扮演至關重要的角色。無論是能源危機的解決還是生態系統的保護,我們都應以謹慎且負責任的態度面對這一未知的領域,避免打開潘朵拉之盒。

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