在琥珀中發現的化石，不只是蚊子血

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！

來自悅知文化的編按：
城市中突然出現了一扇門， 門內是一條通往下方的樓梯！啊！原來這是一個「地球的階梯」。每下一層階梯，都將迎來不同時期的生物與環境，透過松岡老師精美的繪圖，孩子們得以加深每一層的印象。另外，書中還有位地球博士，適時地補充該時期的生物與環境等知識內容，你將發現原來鳥曾經是恐龍！生命的起源，竟是在有毒的水中誕生！
當你以為已經走向地球深處時，沒想到仍只來到 7000 萬年前……別停下來，旅程還很長，地球階梯繼續延伸，和我們一起洞悉地球生命歷史吧！

【本書特別邀請國立臺灣大學生命科學系．蔡政修副教授協助審定】

6600 萬年前

大約在 6600 萬年前，宇宙中有一顆小行星撞擊到地球，導致地球被大量的灰塵覆蓋著。灰塵遮蔽了太陽光，包含恐龍在內的緒多生物，都因此而滅亡。

7000 萬年前｜白堊紀

在「白堊紀」末期，地球變得越來越寒冷。因此，有些科學家認為，暴龍的部分身體，可能覆蓋著跟鳥一樣的羽毛。

3 億 7000 萬年前｜泥盆紀

從這裡開始，我們必須潛到海底，所以請穿上潛水服。請不要懷疑，狗狗也要穿。遠古時代的海洋，真是相當精彩呢！

魚石螈的體長大約 1 公尺，是一種兩棲類動物。牠類似現代的山椒魚（Salamander），卻有 7 根指頭。

——本文摘自《地球的階梯》，2024 年 9 月，悅知文化，未經同意請勿轉載。

• 作者／瑞秋・金（Rachel King）
• 譯者／林潔盈

仿製琥珀

雷斆文中的琥珀指血紅色的琥珀。後來的作家用「蜜蠟」描述混濁的黃色琥珀。¹ 大約在一一〇〇年，宋代醫者寇宗奭寫道，中國西部使用的琥珀從「不均勻的蒼白」到「明亮清澈」皆有，而中國南方使用的則是「顏色深而混濁」。² 寇宗奭顯然很熟悉波羅的海琥珀與緬甸琥珀的不同外觀。緬甸琥珀與呈明亮藏紅花黃色或白色的琥珀色鈣鋁榴石不同，顏色可以從深棕色到非常淡的雪莉酒色，有時甚至像亮紅色，或是有鮮奶油倒入咖啡的漩渦紋路。更後來的文獻繼續將琥珀與水進行比較。其中一本寫於十八世紀關於葡萄牙人定居澳門的編年史，曾論及作為葡萄牙商品的水與金琥珀，讓紅色類型琥珀可能源於歐洲的觀點更具說服力。³

歐洲人仿製琥珀的配方側重於黃色與淨度——這是波羅的海琥珀的特點，也是他們最熟悉的類型。他們鮮少提到再現斑紋或漩渦，對於模仿形狀說得更少。法國天文學家暨醫生安東．米索（Antoine Mizauld）提出的配方特別有名，也許是因為他提出了一種可供調整以仿造任何寶石的基本混合物。米索以琥珀為例：

各位可以如此偽造琥珀。先把白水晶（石英）打成非常細的粉末備用，取蛋白……，不停攪打並將泡沫弄掉，打到蛋白變成水狀；加入前述的粉末混和均勻，如果想做黃色的琥珀，則再加入少許藏紅花細粉，然後把混和物放入中空的蘆葦稈裡，……準備一些小玻璃瓶，把混和物放在滾燙的熱水中，直到他們變硬成形，再把它們拿出來，放在大理石上磨成你喜歡的形狀。⁴

米索也概述了過濾混合物以確保透明度的方法，以及如何形塑與乾燥以做成珠子和刀柄。這裡用了藏紅花，但其他配方則用了薑黃。一篇中國古代文獻建議加入魚卵。⁵ 二〇二〇年春天，赫爾辛基（Helsinki）的研究人員按照近世的仿造琥珀配方進行實驗，結果令人著迷。⁶ 製成的一些物質，儘管可能有點黏，卻是非常令人信服的琥珀替代物；部分在幾天內發了黴，不得不丟棄。相形之下，早期歐洲幾乎沒有模仿白色琥珀（圖 46）的配方，白色琥珀通常為普魯士統治者的御用品，也是藥用首選，不過確實也有一些方法能將黃色琥珀變白，例如放在鹽水中煮沸。

人們也會將琥珀放進油裡煮，讓外觀更加清澈，如果琥珀因為年久而裂開或發紅，也可以藉著這種方法復原外觀。十七世紀末，工匠克里斯蒂安．波爾希寧（ChristianPorschinen）運用這種方法製作出琥珀鏡片與琥珀菱鏡，其工藝的知識基礎在於，將已切割和拋光的琥珀放入油中烹煮能夠漂淺琥珀的顏色。⁷ 油煮琥珀也可以替琥珀著色。此法已為羅馬人所知，後來於十八世紀重新發現，這讓琥珀可以染成「紅色、藍色、綠色等」，也能做成類似其他石材的模樣。⁸

重量與可溶性

琥珀非常輕，會浮在鹽水上，有人甚至說會浮在啤酒上；一個成功的仿製品不僅要模仿顏色與淨度，也得模仿這個特質。有些配方給出了讓人可以計算後續體積的量。某個配方建議用三十公克櫻桃樹脂、六十公克阿拉伯膠與十六個蛋黃做成黏稠的混合物。⁹ 如此一來大約可得到四百公克的濕混合物，乾燥後可能比琥珀的重量稍重。在赫爾辛基的實驗中，正是這種類型的配方會做成導致發黴的團塊。在其他情況下，特別是使用石英粉的配方，重量會是露餡之處。可溶性也會出賣最終產物。

眾所周知，仿製琥珀在水裡會有不同的表現，而正是出於這個原因，十六世紀作家休．普拉特（Hugh Plat）警告他的讀者，仿製琥珀一定要在室內使用。¹⁰ 從當代歐洲現存仿製琥珀數量並不多的情形來看，耐久性顯然也是個問題。¹¹

氣味

除了外觀與重量以外，假琥珀的氣味是另一個挑戰。一份原始資料說明了複製真琥珀氣味的高難度，強調這個特徵可能特別有助於辨識假琥珀。¹² 真琥珀因其香氣而珍貴，古羅馬作家馬提亞爾（Martial）曾經把琥珀的香氣比作情人的吻。¹³ 後來的歐洲史料將其描述為甜美的，並以松樹的氣味比擬。還有說琥珀聞起來有苦味，並將它比作瀝青。也有人說琥珀的氣味隨著顏色而變。在德國的薩克森，蓋歐克．鮑爾發現白琥珀最令人愉悅，但表示所有的琥珀都具備沒藥的味道。¹⁴ 部分中國文獻討論到芳香琥珀。有人認為芳香琥珀是非化石樹脂，如同沒藥。十七世紀法國學者塞繆爾．恰普佐（Samuel Chappuzeau）雖然未曾造訪中國，但他評論了將琥珀扔進香罐以釋放其氣味並點燃火焰的做法，認為這種操作解釋了中國商人在巴達維亞（Batavia，今雅加達）從荷蘭人手中大量購買琥珀的情形。¹⁵

——本文摘自《琥珀之書：傳承萬物記憶、透視歷史風貌的永恆傳奇》，2023 年 9 月，積木文化出版，未經同意請勿轉載。

註解

1. 許曉東，《中國古代琥珀藝術》 (Zhongguo gu dai hu po yi shu/Chinese Ancient Amber Art) (Beijing, 2011), p. 6.
2. Laufer, Historical Jottings, p. 219.
3. 同上，p. 242.
4. 這個英文譯本來自約翰．雅各布．韋克（Johann Jacob Wecker），Eighteen Books of the Secrets of Art and Nature (London, 1660), p. 233.
5. Laufer, Historical Jottings, p. 218.
6. ‘Refashioning the Renaissance Team, Imittion Amber and Imitation Leopard Fur’, www.aalto.fi, accessed 19 September 2021; Sophie Pitman, ‘Una corona di ambra falsa: Imitating Amber Using Early Modern Recipes’, www.refashioningrenaissance.eu, 30 April 2020.
7. Johann Heinrich Zedler, Grosses vollständiges Universal Lexicon aller Wissenschafften und Künste (Halle and Leipzig, 1733), vol. III, col. 1401.
8. Johann Christian Kundmann, Rariora naturae (Wrocław and Leipzig, 1726), pp. 219–26.
9. John Houghton, A Collection for the Improvement of Husbandry and Trade (London, 1727), vol. II, p. 64.
10. Hugh Plat, The Jewell House of Art and Nature (London, 1594), pp. 67–8.
11. 關於這些資料來源的進一步細節， 參考 Rachel King, ‘To Counterfeit Such Precious Stones as You Desire: Amber and Amber Imitations in Early Modern Europe’, in Fälschung, Plagiat, Kopie: künstlerische Praktiken in der Vormoderne, ed. Birgit Ulrike Münch (Petersburg, 2014), pp. 87–97.
12. Stanislaus Reinhard Acxtelmeier, Hokus-pokeria, oder, Die Verfälschungen der Waaren im Handel und Wandel (Ulm, 1703), p. 24.
13. D.R.S. Shackleton Bailey, trans., Martial: Epigrams, 3rd edn (Cambridge and London 1993), vol. I, bk III, epi. 65.
14. M. C. Bandy and J. A. Bandy, trans., Georgius Agricola: De natura fossilium (Textbook of Mineralogy) (New York, 1955), p. 77.
15. Adrian Christ, ‘The Baltic Amber Trade, c. 1500–1800: The Effects and Ramifications of a Global Counterflow Commodity’, MA thesis, University of Alberta, 2018, p. 112.