【Gene思書齋】起笑的科學

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！

幽默是個社會現象，它對人際關係有直接的影響。我們之前看過，當一群在笑的人圍繞在你周圍，會增加我們認為笑話好笑的機會。但是這個影響反過來也是有效的：保持幽默的態度會改善我們社交的品質。這透露了一些重要訊息，不只是幽默，還有人際關係這件事，都是需要透過共同的經驗，讓彼此更加接近。我們會和有相似生命觀點的人互相聯繫，而幽默正是開啟這些觀點的最好方法。

我們不需要辛苦找出幽默對戀愛很重要的科學證據。已經有無數的研究員問過，最渴望伴侶具有的特質是什麼；而有一項特質總是名列前茅，那就是幽默感。二○○七年發表於《性行為檔案》期刊上的一篇研究發現，幽默感是最渴望特質中的第二名，只落在智力之後。女人把它排在第一；而男人則排第三，落於智力和美貌之後。

然而，對幽默的喜好並非向來如此強烈。在一九五八年做的一篇相似調查中，幽默在女人偏好的擇偶特質裡面，排名則低上許多，排在「梳妝整齊」、「有抱負」、「在金錢上做出明智決定」等特徵之後。到了一九八四年，排在智力和敏銳度之後。一九九○年變成第二名，還是輸給敏銳度。

這種優先順序上的轉移的理由，可能是因為女人不再受限於少數工作，所以她們開始對男人有不一樣的預期。對一個人來說，抱負和金錢管理的能力很重要；但是當這些責任在伴侶關係中必須共同承擔時，就變得大不相關了。身強體健又雄心勃勃的男人很不錯，但找個也很有趣的人更好啊！不過這還是沒有回答：幽默到底有什麼特別的？

在探索這個問題前，我們需要先認清一件事，那就是對幽默的喜好不是普遍的，而是美國文化的一部分。舉例來說，幽默幾乎沒有在其他國家有如此進展。一個針對西伯利亞女人的調查中，幽默甚至排不上伴侶最重要特質的前十名；事實上，它排在接近二十名之譜。這或多或少說明了西伯利亞女人，但我覺得這更說明了美國的女人。在美國，我們想要歡樂、想讓自己開心，也喜歡被娛樂。這種渴望並不膚淺，而是建構關係的重要部分。西伯利亞的人也想要歡樂，但是忠貞（排第二）、可靠（排第四）以及對小孩的愛（排第九）全都比較重要，這是因為西伯利亞的生活維艱。俄國人是個樂活且寬厚的民族，但這要靠老天保佑不出亂子─如果哪天，當食物稀少、白雪皚皚而伏特加卻很多的時候，有個可以依賴維持家計的配偶才是無價之寶。

也許幽默如此重要，尤其是對美國女人來說，是因為它會隨時間演進。它幫助我們表達思想及價值觀，這兩件事是鑑定相容性的重要目標，能幫助我們建立社會關係。從演化的觀點來看，這些好處會產生一些有趣的問題。例如說，幽默能否演進成為預測擇偶品質呢？幽默有無特別之處能夠代表，有趣的男人就是特別優的伴侶呢？

要了解天擇是怎麼帶來幽默等種種複雜的行為，是很困難的，因為這需要層層的推測。這就像在撞球桌上看到四處充滿著移動的球，然後要猜出讓球開跑的那一桿的方向和速度一樣困難。然而，猜想幽默對我們這個物種而言，為何變得這麼重要，還是相當有用。我們永遠不會確切知道，為什麼它會朝這個方向演化，不過科學家卻有些不錯的理論，能說出許多性別間的幽默差異。

演化的論證是從女人在生殖上冒較多風險，這樣的前題開始的，因為她們孕育小孩的機會極為稀少。如果成功的話，每一次嘗試都至少需要十來年的教養。而她們的機會也會在中年末期結束，意味著一個女人嘗試的機會可能不太多，所以每一次都要把握好。相形之下，男人能同時成為許多孩子的爸爸，這個能力幾乎至死方休；而且他們在初次貢獻之後，也不必牽拖拉扯。所以說，男人可以比較不挑剔，而女人則必須好好選擇，並用一些細微的魅力只吸引那些最好的配偶。歡笑就是魅力之一，就好像幽默感是男人展現自己是佳偶的一個方法。這個論證至少能做出兩個預測結果：女人應該比較會笑（的確，如我們之前所見，她們比男人多笑了大約百分之一百二十五），還有就是幽默在男人與女人身上扮演的角色應該不一樣。對男人來說，好笑、而且能讓伴侶歡笑的能力應該是最重要的考量。而對女人而言，應該是要有能欣賞幽默的能力。

這樣的預測的確是真的。麻州西田州立學院的心理學家布雷斯勒做了一個研究，他問男性與女性受試者下面兩個敘述哪個比較重要：伴侶有趣而且能生產許多高品質的笑話、或是能欣賞自己說的笑話的伴侶。問這個問題，是因為它能適用好幾種關係，從一夜情到長期的戀愛。結果很清楚：幾乎在各類關係中，女人都比較喜歡好笑的男人，而男人則偏好欣賞自己幽默的女人。唯一的例外是柏拉圖式的精神契合友誼，這是唯一不可能產生子代的關係（假設他們維持純友誼的話啦）。在這個類別中，男人並不在意自己好不好笑。

先不管我們從演化史中驗證的事，幽默仍然維繫了我們心理和生理的健康。不論是透過對笑的開放態度，或是致力於使人歡笑，幽默讓我們變得更討人喜歡。這或許解釋了在親密測驗中評等高的人，為什麼也會有好的幽默感；同樣的道理，在信任、可靠、仁慈等測驗中，也有相同的結果。

簡而言之，幽默不只是在擇偶、在維持健康的伴侶關係中也是至為關鍵。一段關係需要投入努力；而發現一顆願意付出心血的心靈的絕佳方法，就是去尋找好的幽默感。十對夫妻中有九對都會說，幽默是他們關係中的重要部分。比起那些婚姻失去功能的夫妻來說，堅固婚姻狀況下的夫妻也說他們比較重視、並欣賞其伴侶的幽默。的確如此，一些檢驗互相扶持四十五年以上、婚姻長跑夫妻檔的研究中發現，共同歡笑是成功婚姻中不可或缺的要素。

看來幽默對建立健康關係的重要程度，和對維持健康的身體和心理一樣。就好像幽默的態度表示心智忙碌，雙方對幽默生活的共同欣賞，則表示伴侶關係或婚姻的強健。好的幽默感不只是一種觀點或展望，而是與我們親近的人共享期望的方法。

所以說，與幽默翩然起舞吧，要建立一段堅實的關係，除了找到一位與你踩著相同節奏的人共舞之外，沒有更好的辦法了。

本文摘自泛科學2014十月選書《笑的科學》，貓頭鷹出版。

「美國中產階級社會中的女人，第一、不會說笑話。她們注定會毀掉笑點，而且總把事情的順序搞混等等。還有，她們『聽不懂』笑話─這已是公理。簡而言之，女人毫無幽默感可言。」

在馬里蘭大學工作的我，身邊總圍繞著絕頂聰明的女人。根據二○○七年美國國立衛生研究院的調查，在生醫科學中百分之四十三的博士後成員是女性。心理學和社會學這些和我相同的領域中，數字甚至更高。所以，說女人是小眾簡直錯了，至少在學術界不是這樣。然而比起男人，她們仍經常受到較少尊重的對待方式、薪水較低，而且常聽到像上例的以偏概全言論。

更令人詫異的是，說出這段話的人竟然不是男人，而是女人、一位在該議題頗受尊敬的人物，名叫萊克芙。她是卓越的社會語言學家和女性主義者，經常撰寫性別間的語言差異。上述那段文字是斷章取義的結果，萊克芙真正想表達的是女人和男人溝通的方法不同，導致她們在男性主導的環境中常遭誤解。這是因為她們說的話沒有分量，也不能說笑話，至少不會達到跟男性一樣說笑的效果，這麼一個重要的社會功能因此遭到剝奪。這樣的想法頗具爭議，但確實提出一個重要的問題：女人比男人來得不有趣嗎？

我很難相信真是如此，但是這個問題的確突顯幾個重要的男女差異，包括他們如何溝通。許多性別差異過於隱晦而難以辨識，但是幽默可不隱晦。幽默很直接，而且在辨識性別差異上很有用。如果女人真的在說笑話上略遜一籌，那麼這件事到底說明了些什麼？

最大宗的幾件性別與幽默的科學研究，其中一個是由心理學家，也是著名笑的研究員普羅文操刀。就像我們第一章見過的懷斯曼一樣，普羅文想在日常生活的場景下檢驗幽默，不過他對笑話沒興趣，而想看看男人和女人在笑的頻率上有什麼差異。為此，他派助理到公開場所偷聽人說話、在派對上聽人交談、在地鐵上作筆記、監聽在食堂裡點咖啡的人；全都是為了蒐集普羅文稱之為「笑語錄」的東西。終於在將近一年之後，他們蒐集到超過一千則這樣的事件，普羅文總算能說出誰在日常的場景下比較常笑了。

他發現女人比男人常笑，其比例高出一百二十六個百分點之多。所以說女人毫無幽默感肯定不對。女人和其他女人談話時產生最多笑聲，占所有語錄的百分之四十；男人和其他男人談話時產生的笑聲約只有上述一半。除此之外，女人在混合型（也就是男女之間）交談中比較常笑，而且誰在說話並不重要。不論是男人或女人在說話，女性笑的機率約是男性的兩倍以上。

這些數據揭露了女人的確會笑、而且也會享受好的笑話，即使原因可能和男人不同。在男人之中，不容易出現笑聲，也許是為了維持男子氣概，或者是他們天性就較為保留。但是，男人常引起周圍的人笑，這可遠比他們自己笑來得容易多了。把兩個女人放在房間裡，她們很快就會一起笑；但是如果不同性別混合在一起，那扮小丑的總是男人，而女人則是聽眾。

也許這解釋了為什麼女人比較少踏入職業喜劇領域。在一九七○年間，職業獨角喜劇的女性喜劇演員的比例將近百分之二，而到一九九○年代升為百分之二十，現在則接近百分之三十五。不過最後一個數字有可能是騙人的。布里德巴、一位曾為傑．雷諾寫作的喜劇演員，曾出現在電視節目《真人秀：喜劇之王》當中；這個數字是他在紐約市開放麥克風之夜，靠著計算出場的女性表演者所得到的。但這和專業場景相去甚遠。「真正在工作的專業喜劇演員比例可能低很多……因為從出道到賺錢要花上好幾年，」布里德巴指出。「而且，或許只有百分之一的人會達職業水準。」

為什麼女人在喜劇的世界裡如此掙扎？找出原因的一個方法就是來看看喜劇藝術家和喜劇演員的大腦。目前為止我們已經看過當人們在處理幽默時，會啟動一些大腦區域，包括幾個與衝突和獎勵關聯的部分。然而，我們還沒有去細看每個人的模式是否都一樣。也許男人和女人的大腦種類不同，而這就是使他們覺得好笑的東西不一樣的原因。

萊斯是史丹佛大學精神病學和行為科學的教授，他對幽默的興趣從一個簡單的問題開始：什麼東西觸發猝倒症？猝倒症是一種疾病，大約每一萬個美國人就有一人受影響，症狀包括偶然突發的隨意肌控制喪失。雖然這和本章一開始描述的癲癇發作不一樣，結果可能同樣棘手。猝倒事件開始通常伴隨臉部肌肉的鬆弛，接著膝蓋和雙腿虛弱無力，肌肉開始痙攣，說話開始含糊，最後整個身體便垮了下來。然後苦主只能等著，躺著無法移動但卻完全機警，咒語解除前就只能這樣殺時間。萊斯知道許多猝倒事件從笑開始，這件事使他納悶，為什麼對大腦的情緒反應我們知道得這麼少。為了明白這個疾病，他必須研究當我們覺得事物好笑時，大腦發生了什麼事。

首先，他讓十位男性和十位女性看四十二幅漫畫，同時用MRI掃描監測；然後請他們為每一幅的好笑程度從一到十分評等。一半的漫畫先前已經評估為好笑，而另一半則是不好笑的；透過這個差異，萊斯希望能夠比較大腦基於笑話品質的不同反應。除此之外，他對其中一些漫畫做了細微的修改，剛好足以毀掉它們的笑點。「哪些非常微小的改變是必需的，這個問題讓我為之著迷。」他事後如此報告，「光是改變標題的一個字詞，就能創造極好笑與完全不好笑的漫畫之間的差異。」

一如預期，不論是男性或女性，萊斯發現公認與處理視覺影像有關的區域、以及處理幽默相關邏輯機制的額葉區域，都顯示強烈的活化。男人與女人覺得好笑的漫畫數量也相似。然而在其他方面，他們有很大的不同。舉例來說，女人在左額下腦迴這個對語言很重要的區域，顯著地較為活躍。這個區域包括對產生語詞和言語是必需的布洛卡皮質區。

女人處理幽默時，有另一小組區域顯示較高的活化，也就是多巴胺獎勵迴路。第一章討論過，那裡是我們吃巧克力或理解笑話時，負責讓我們愉悅的區域。不論男性或女性在處理笑話時，都會啟動這些區域，只是女性啟動的程度可高得多了。若是她們覺得笑話愈好笑，這樣的活化甚至還會再增加。對男人來說，除了那些移除好笑部分的笑話會導致活動降低之外，對所有笑話都保持適度活化。

「這些結果有助於解釋先前的發現，即女人在幽默使用及欣賞上異於男人。」萊斯於期刊文章發表後不久，在新聞稿上如此發布。女性額葉中語言和推理中心較活躍，意味當閱讀笑話時，女人腦中分析機器的忙碌程度比男人更為強烈。這暗示了，要不是女人用比較開放的心態來看笑話，使她們在笑話一開始，大腦運作就躍升；不然就是她們在笑話結束時，為了想要解困而在認知上投入更多。萊斯比較喜歡第一種詮釋：「大腦活動的差異，比起（女人的）實際經驗，似乎與她們的預期更有關係……女人似乎對於獎勵的期待較少，這個測驗裡的獎勵就是漫畫笑點。一旦當她們觸及笑話的笑點時，便會對它感到更滿意。」

從兩性對預期的差異，我們得以了解兩性如何看待生活。男人總預期很多，所以當他們得不到時就會不爽；女人則預期很少，因此只消得到一點點東西就很開心。當她們一「聽懂」笑點，獎勵中心便亮了起來，因為愉悅來得如此驚喜。女人笑得比男人多，不只是因為她們的大腦比較活躍；她們笑得多是因為心態比較開放。

女人用比較開放的心態來看笑話，有沒有可能是因為男人預期自己說的所有笑話都能逗女人笑呢？抑或因為是男人所做的，使她們笑得理所當然呢？兩個解釋看來都有可能，不過還有第三種選項，這也能澄清為什麼當女人身旁有男人在的時候，她們笑得比男人不在時來得多。也許萊克芙說得對，她宣稱女人對於幽默較為敏感，因為她們太常被歧視了，笑是她們唯一的防禦。肯定沒有人能否認幽默經常包含性別偏見。

本文摘自泛科學2014十月選書《笑的科學》，貓頭鷹出版。