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參與泛科學的心得

Gene Ng_96
・2015/10/26 ・5333字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 532 ・七年級

泛科學已經成為台灣最大的科普網站,臉書粉絲頁已有超過25萬人按讚。泛科學準備在11月8日(日)舉辦泛科知識節,一天內舉辦超過40場講座、對談和工作坊,將會是台灣科普界的里程碑。

其實,當泛科學的臉書粉絲頁有5萬人按讚時,我還吐槽了一下,說朱學恒的有15萬人按讚,泛科學只有他的三分之一而已。而現在泛科學臉書粉絲頁已達到他40萬人的超過一半,希望有一天能夠徹底超越!

對這成就,身為持續在泛科學發表文章的作者群之一,當然感到甚有榮焉。泛科學不是完美的,我有不少意見,當然讀者也更是有不少意見,最近有篇文章〈閱讀泛科學的心得〉,在幾位泛科學作者間有些討論。基本上,該作者阿捷認為泛科學有些作者在文章中「腦補」。

由於這篇文章有個大問題,就是就抽象原則來說,他說得很有道理啊。可問題是,文中完全沒有舉任何例子,指出他認為腦補的是啥。這個很難進行討論,因為找十個人來讀該文章,然後去找近期符合他描述的泛科學文章,可能會有十個版本XD

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不過,由於近來我們在泛科學有就一些問題進行了討論,我想就在這篇文章闡明我的立場,那就是科普作家能否有自己個人的見解、主張和立場?我並沒有要作平衡報導,因為我在這裡就是要用鮮明的立場來說明,科普作家有個人鮮明的立場,不僅不是個必要之惡,還可以是錦上添花。由於,無法明確瞭解該作者的例子,所以這篇文章可能和他的論點是毫無交集的,這可能有待未來的交鋒和討論來釐清。

其實,我認為科普作家,只要沒有扭曲科學事實,個人風格不該是受限的,並且只要清楚闡明,作者是能夠有個人立場的。如果不能有個人立場,市面上許多優異的科普書可能都要消失了。而且如果只是要忠實地以白話描述科學發現,那根本就不需要泛科學,只要有維基百科就行了!

科普文章能有價值判斷嗎?

有一些哲學家在研究科學時,是用規範性(normative)的立場,就是在闡述科學應該要怎麼樣等等等。這篇顯然就是用規範性的立場出發。另一種科學哲學的態度和方法,則不是在試圖規範科學,而是去探討為什麼科學家會這麼做和這麼說?

要求科普文章力求完全客觀,並不是一個人的主張而已。有些讀者也曾有過強烈的要求,認為科普作家只要客觀呈現科學知識就好,不該妄加主觀的立場和判斷。在哲學上,陳述有兩種,實證陳述(positive statements)和規範陳述(normative statements),前者是客觀地提出事實,簡來就說就是指事物是什麼;而後者是有價值判斷的,簡單來說是指事情該怎麼樣。我今天喝了八杯水,是實證陳述,可是我建議你一天要喝八杯水,是規範陳述。

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因此,如果力求客觀,至少就不該出現規範陳述,因為涉及了價值判斷。為什麼一天該喝八杯水?是因為健康嗎?那為何要健康?不健康不行嗎?因為,只要涉及了價值判斷,就一定是主觀的,即使大部分人都同意也如此。

回到科普或科學傳播的問題,完全的客觀,是可能的嗎?科學家在處理科學知識時,或者一個科學傳播者,在傳播科學知識時,實際上是怎麼看待那些科學知識的,是把它們完全客觀的使用和闡述嗎?

其實,後來的許多科學哲學家都指出,完全的客觀是很難的。就算是最基礎的物理學來說好了,光有波粒二重性,這個大家都知道吧?可是什麼是粒子?什麼是波?粒子就一定是一顆顆小小的東西嗎?那什麼又是波?是上上下下的振動嗎?用粒子也好,波也好來描述光子,是因為我們在現實生活中,能知道什麼是粒子和波,但光其實不是真正的粒子和波,也不是非粒子和波,是我們人類主觀把光當粒子和波。

波粒二象性示意圖說明,從不同角度觀察同樣一件物體,可以看到兩種迥然不同的圖樣。source:wikipedia
波粒二象性示意圖說明,從不同角度觀察同樣一件物體,可以看到兩種迥然不同的圖樣。source:wikipedia


光子的行為最客觀來說,可以用數學方程式來描述,可是只要述諸了文字,要去描繪其行為時,就只能用一些人類比較能夠理解的具體事物來描述。沒有人學物理只用數字方程式,這根本不可能完全不用任何文字來描述現象。可能只有學者型自閉症患者的世界是最接近完全客觀的,因為他們沒有正常人有的情感能力,但他們也許根本無法和外界溝通啊,也幾乎沒有哪位物理學大師是學者型自閉症患者吧?

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所以,在科學教育上,純然的客觀,根本不太可能存在,因為我們,尤其是初學者,必定要用具體和主觀的事物去理解學習科學。而科學研究的過程,更不會是純然客觀的,高度的客觀都會有傷科學研究。科學是實證的,可是科學研究的過程是藝術。如果科學研究是個純然客觀的過程,那麼意思就是可以用電腦程式來進行。

科學研究過程,重要的問題是什麼?那些問題為何比另一些問題重要?問題該用什麼方法解決?實驗數據該怎麼解釋?某領域的科學知識能用在另一個領域來解決問題嗎?這些,都是人類主觀認定的,只是這樣的主觀會由科學社群去中心化地凝聚成共識而成為一定的客觀。

投稿最頂尖的科學期刊如《自然》(Nature)和《科學》(Science),有高達97%在第一關就被退稿,進入審查程序的,也大概只有三分之一會被接受發表。很多投稿,在投稿信中就要簡短闡述其研究的重要性和價值,而重要性和價值的判斷,更不可能是客觀的!很多時候,往往只是主編的偏好而已。但這阻礙了科學進展了嗎?多少會有影響,但劃時代的研究,終究有一天仍然會在科學社群內被重新發掘。而且我們都知道,不幸被《自然》或《科學》退稿的好論文,還可以試試《美國國家科學院院刊》(PNAS)啊XD

科學數據和知識是死的,是要靠人解釋的。在撰寫論文時,要分成好幾個部分來寫,有Introduction、Materials & Methods、Results、Discussion和Conclusion。我博士論文指導教授在教我寫論文時,就說Introduction、Materials & Methods、Results和Conclusion要老老實實地寫,可是Discussion可以發揮想像力。有些國內學者嘲笑國外學者的論文太浮誇,是因為人家就是在Discussion有些天馬行空啊,可是論文的同儕審查,一般上對Discussion是比較鬆的,只要不要過度誇張地誇大,討論到超出論文主題太多,基本上的是睜隻眼、閉隻眼,也就是說即使是科學論文也有一定的彈性。

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即使Introduction是要老實地寫,可是寫得好不好,就是能否交待清楚什麼問題是重要的,過去人家做過了什麼,為什麼還值得繼續做,自己的研究又推動了什麼樣的科學進展,有什麼樣的價值,也某個程度上決定了論文的好壞。這些都是在一定程度上是主觀的,同樣的科學數據,寫得精不精彩,解釋得夠不夠力,決定了刊登的期刊有多好。

還有,科學研究的過程還有許多人性的部分,這些人性的部分也很腦補。李遠哲看棒球時想到了分子束的研究方法,費曼看到轉動的盤子想到量子力學的問題,穆利斯在塞車的雙向車陣中得出PCR的靈感,凱庫勒從夢中咬住自己尾巴的蛇想到苯環的結構,這些算是腦補嗎?是腦補啊,他們都沒在客觀地看事物啊,還腦補到其他東西去了啊XD

科學的運作是去中心化的

回到科學哲學的問題,科學是一個人類最特殊的文明活動,有機會讀孔恩(Thomas S. Kuhn,1922-1996)的《科學革命的結構》(The Structure of Scientific Revolutions),不管同不同意他的觀點,都不得不承認他列出了科學活動的許多迷人的特色。

我談到科學活動的主觀和藝術,並非認定科學有如人文和藝術那樣主觀。科學界其實是有強力的規範的,我們在學習科學研究方法的過程中,其中最重要的一環就是摸索其規範。科學界既然有許多規範,可是這些規範是哪來的?科學界沒有帝王和政府來制定規範,是由科學家們組成一個個社群討論出來的,整個過程是自發組織且去中心化的。幾乎所有運作良好的學會、期刊,都是自發組織且去中心化的!學會會長和總編輯甚至只是行政職,學會和期刊的發展走向是由理事會和編輯部商討出來的。這個自發組織且去中心化的方法,比網際網路的去中心化早了幾百年!

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去中心化,沒有帝王和政府來規範,科學家自我規範,才是科學運作最順暢的條件!因為科學是探索未知的,是因地制宜的,沒有人知道未來什麼該規範,而什麼不該規範!基因重組在方興未艾時,引起社會大眾恐懼,迄今仍有不少科幻片在拍科學家製造出毀滅性的病毒等等。可是,從事分子生物研究的人都知道,我們必須遵守不少規範,而那些規範,是科學家自我設限的,不是有一個高高在上的政府來主導管制的。

科學的規範,好比如球賽的規則,不想遵守大可不玩,可是要玩就要遵守,有哪條規則過時了,可以討論修改,而非一成不變。無法規範的科學社群會成為散沙無法凝集產生影響力,而墨守成規的科學社群會被淘汰,就像許多期刊、學會、科系走進歷史一樣,會有後起之秀起而代之,是科學一直不斷進步前進的動力,是整個科學社群去中心化地運作的結果,不是由一個全能全知的人來規範和主導。因此,我們在學習如何進行科學研究的過程,是在學會其默契,而非拿一本本高人撰寫的教條來背。

以上談的是科學研究,而科學教育和科學傳播呢?其實也是一樣去中心化地運作!去市面上買下所有的大學基礎教科書,如普生、普化、普物等教科書,即使作者文風不同,書中舉的例子不同,可是談的原則基本上大同小異啊!課綱是誰來主導的?科學界有教育部來主導課綱嗎?反課綱要上哪去反啊?基本上也沒有全球科學界的教育部啊!沒有課綱,科學家要怎麼教小孩啊?科學教育,也是用去中心化的方式在運作的啊!愈是基礎的教科書,就愈是能夠掌握科學界的共識。我們怎麼知道哪本教科書比較好?靠的是口碑啊!口碑,就是去中心化的!

去中心化,所以科學才能滲透到幾乎所有國家的基礎教育裡去,聯合國並沒有規定科學在國民教育裡該教什麼,該怎麼教吧?去中心化,就因為沒有高高在上的力量,才更有力量!這和我們,尤其是亞洲社會認知有差,很多人可能以為要有一個權力一把捉的團體,才能有效率和力量。崇尚威權的政黨,尤其無法理解公民運動的自發性和去中心化,心裡一直認定一定是在幕後黑手在操縱婉君。

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科學教育是去中心化的,就科普而言,也是如此。如果去讀一百本科普書(我書評都寫超過兩百篇了),就會發現每個作家有很不同的風格,有些平實、有些比較誇張、有些嚴肅、有些詼諧、有些立求客觀、有些有濃厚的個人立場和主張,可是共同的原則是不能扭曲和曲解科學事實和知識。是誰來規範科普作家呢?不是由一個中心化的組織來規範,是靠讀者和科學社群的評價,說穿了就是靠口碑而已。

科學家也好,科普作家也有,最在乎的之一是名聲,大家都是愛惜羽毛的。要進行科學研究、科學教育和科學傳播,就是要來遵守默契,也就是無形的、去中心化的規範。我也有文章被泛科學被讀者質疑後,經編輯部和我討論後,決定下架。有篇是因為內容不合適,另一篇是因為涉及太多主觀認定而有偏頗。我的疏失是我個人不對,但我更慶幸這個平台的運作,就是科學社群運作的典範!所以我不吝分享這些丟臉的經驗,來說明科學社群的審查是無時無刻在進行的,立言就是要力求嚴謹。

科學活動和科學傳播,基本上是去中心化運作的,而泛科學就是因為提供了一個去中心化的平台,給予作者們很大的彈性和自由,所以激盪出許多好文章。泛科學只有給我們一項原則,就是要引用出處,在實證陳述部分要言必有據。促成科普書的黃金時代的一位科普界前輩就曾跟我提過,他認為泛科學的最大優點之一就是「亂」XD 因為「亂」,泛科學才多元而活潑,也才讓許多科普前輩跌破眼鏡地壯大。

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如果要力求客觀,可以去維基百科撰寫或閱讀條目,維基百科的撰寫有其遊戲規則,其規範也是社群研討出來的。維基百科是參考資料,是已經對某些事物感興趣的人去主動參閱的,維基百科的功能不在於主動告訴你什麼東西是有趣的、重要的。可是科普書也好,科普文章、演講也好,就是作者試圖主動告訴你,什麼是重要的,什麼是有趣的,這絕對涉及價值判斷。維基百科和泛科學,是網際網路去中心化運作的好例子,是兩個不同功能但能互補的多元存在。

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而且泛科學這個平台,還能透過在文章底下的留言和臉書的分享來討論。就像這篇文章,雖然我不同意他的觀點,我也盡力反駁,但他激發我們的思考,就是一篇好文章啊XD 這篇文章有點雜,就是因為是從臉書討論拼貼擴展而成的。

既然是去中心化的,何不就讓泛科學繼續多元?讓想寫客觀報導的作者寫客觀的報導,讓有立場、見解的作者演示如何用科學方法來解答他 們關注的問題,讓社群來解決那樣的解答好不好,如果解答得不夠好,只要作者沒有扭曲事實和曲解科學知識,何不也寫篇文章來討論,作者也能回應。我自己就在泛科學和其他作者討論了美國牛和偽科學而有好幾篇一系列的文章,這就是網路媒體的最大優勢之一啊!

我這篇文章有沒有價值,不是我個人吹噓出來的(因為一定是好文),也不是稿費多少(因為沒有T.T),更不是有老師打分數(教育部指派嗎?),而是由社群去中心化地決定的。與其規範性地要求不能有規範陳述,還不如參與社群的去中心化運動吧!

本文原刊登於The Sky of Gene本文亦同步刊登於泛科學。

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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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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激盪全民對科普的想像!Open Call 成果展 5 月 26 日盛大登場
PanSci_96
・2023/05/10 ・1712字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國科會首度向全國高中職及大專院校廣下英雄帖,舉辦「Open Call 科普 創意松」,得獎名單已揭曉,並將於今(112)年 5 月 26 日在臺北松山文創園區一號倉庫進行頒獎及展示得獎作品,當日將結合國科會科普活動計畫及科普產品製播計畫成果一同展出,讓各界能藉此機會相互激盪對科普的想像!

兼顧科普傳播與社會需求,將學生科普創意轉換為未來社會影響力

聚焦校園年輕世代所舉辦的「Open Call 科普創意松」徵件活動,分「科普創意提案」及「科普短片徵件」兩類,鼓勵高職中職及大專院校學生,透過多元科普傳播模式和影音創作發揮社會影響力。

自去(111)年 8 月底啟動徵件,有將近 90 所學校、400 多隊報名、超過 1200 人次的師生參與。在學子創意孵化的過程中,國科會也邀請業界各領域執牛耳的輔導業師,透過業師陪伴及前後世代的交流互動,優化學子的提案創意並強化其作品未來之可行性。

「科普創意提案」獲獎案例展現出青年學子對於科學教育、環境永續、生 態保育、偏鄉孩童心理輔導等議題的關注與熱情,並嘗試透過創新的科普傳播手法為在地社會議題尋求新解方。

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大專組金獎由來自臺北醫學大學及中國醫藥大學合組團隊「醫線教育」獲得,該團隊跨區域、跨校號召志同道合夥伴,針對疾病診斷邏輯,設計互動式教具與課程,幫助國內外大學生模擬情境以銜 接基礎知識在臨床的應用,獲評審們一致認同是難能可貴的社會實踐行動。

高中職組金獎,由彰化二林工商的「哇哈哈科學服務團」團隊獲獎,該團隊以在地高中職學生為出發點,率先成立科學服務社團,學習科技教育知識,再教導鄰近國中小學童,達到自助人助,進一步儲備種子志願團,由受助者變成助人者,形成良善循環機制,不僅將科學教育資源帶入偏鄉,培養在地科學人才, 且結合科學教育與地方文化,對地方經濟和社會發展有正面且積極的影響。

科普短片類大專組金獎作品為清華大學「清大天文社」之〈進擊的黑洞:類星體〉,該創作短片從熱門的科學新聞切入,呼應天文迷對於黑洞的好奇心, 片中穿插許多令人會心一笑的譬喻與橋段,風趣又不失其意涵。

高中職組金獎作品,是由虎尾高中「動感光波」團隊所創作之短片〈光通訊〉,主要講述以 發射器(燈泡)產生之光訊號,經由接收、轉換成電訊號,進而發出特定音階, 透過生動活潑的表演和拍攝手法,故事情節可愛清新,搭配簡易動畫和資訊圖卡,讓影片具知識性及趣味性。

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當日除了展示 21 個來自校園學子的獲獎科普創意,下午在舞台區會放映獲獎的 11 支科普短片及科普產品製播計畫影片,內容生動更兼具知識性與教育性,讓民眾沉浸於深入淺出的科學知識寶庫與科普視聽饗宴。

精選年度科普活動計畫作品及科普產品製播影片成果同步展出

國科會為持續推動全民科普,使科學教育不僅走入校園、更深入大眾生活,今年首度集結科普相關計畫 45 個團隊共同展出成果,國內長期推動科普、第一線面對學子的科普推手,為本次展覽設計豐富多元的科學演示,將深奧的科研成果轉化為各年齡層易懂的手作互動實驗等,包括循環材料與物件微展覽、 原住民文化數學數位教材、科普桌遊、AI 自駕車模擬行駛、植物染手作體驗、 蝴蝶科普解謎遊戲等有趣又豐富的科普體驗;此外,「數感盃中英文數學詩創作競賽」的創作成果,也將在展場中幻化為 24 公尺長的「數學詩牆」,當縝密精準的數學與柔軟詩意的文學交會,迸發出跨域創作的科普新火花!歡迎大小朋友帶著好奇心一同共襄盛舉!

活動官網

Open Call 頒獎典禮暨科普成果展」活動資訊

  • 時間:2023 年 5 月 26 日(星期五)上午 10:00 ~ 下午 5:00
  • 地點:臺北松山文創園區一號倉庫(信義區光復南路 133 號)
  • 展覽活動詳情請上活動官網:www.opencall-nstc.org.tw
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本地工作者暢談科學時代的人文發展:哲學、專才培訓與大眾教育
臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
・2023/02/01 ・5061字 ・閱讀時間約 10 分鐘

  • 撰文/詹遠至|臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會助理、臺灣大學哲學系碩士生
  • 校對/陳樂知|臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會秘書長

我們所處的二十一世紀已是科學的時代,科學理論被視為宇宙的終極答案。在這個「科學至上」的時代,人文探求還如何可能?人文如何可以與科學攜手並進?以「人文」與「科學」之間的對話為主軸,臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(LMPST Taiwan)於 2022 年 11 月 19 日在臺灣大學主辦了一場以《科學內外的人文可能》為題的論壇,邀請了國內哲學學者以及科學普及界的資深工作者擔任講者。

本活動主持人由鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、政大現象學研究中心主任)擔任,受邀講者則包括陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)、陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)、鄭國威先生(PanSci 泛科學知識長)與嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)。

本論壇屬於 LMPST Taiwan 長期舉辦的《種種意識論壇》系列。除 LMPST Taiwan 以外,這一系列的論壇由政治大學現象學研究中心、清華大學實作哲學中心、臺灣大學哲學系、臺灣跨校意識社群、PHEDO 台灣高中哲學教育推廣學會、沃草公民學院共同合辦;贊助單位則為順奕有限公司。

《科學內外的人文可能》邀請了國內哲學學者,以及科學普及界的資深工作者擔任講者。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

科學為人文帶來危機?先論科學主義與自然主義

主持人鄭會穎教授點出了本論壇的核心議題後,陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)發表了他的觀點。

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陳教授想要討論的是「就其理論本質而言,科學是否威脅人文」這個問題。陳教授首先談到一些人持有「科學主義(scientism)」的世界觀。科學主義認為,科學是唯一可以讓我們獲得知識的可靠方法。陳教授認為科學主義是一種自相矛盾的世界觀;原因在於科學主義本身並不是科學,並未被科學方法證明,它只是一個哲學理論。因此,科學主義身為一個哲學理論,它本身就是自己會排斥的對象。

回到核心問題,科學是否帶來了人文危機?陳教授的答案是否定的。他認為科學所帶來的其實不是科學主義,而是「自然主義(naturalism)」。自然主義認為,這個世界最根本、基礎的組成,就是自然科學理論認為存在的那些事物,例如粒子、力場、化學反應等。

陳教授認為科學所帶來的自然主義是現代世界觀的基礎;即使一些特定人士因為宗教背景等理由而不同意自然主義,其實也應該要同意例外情況相當有限。如果我們接受「自然主義」,而非「科學主義」,那麼科學本身根本就不會帶來人文危機。這是因為,自然主義只認為世界最根本的組成是科學所談論的事物,但是它並不認為我們只能透過科學方法來認識這些事物。

「就其理論本質而言,科學是否威脅人文?」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

事實上,從科學世界觀的角度來說,人類也是自然的一員。人類作為一種自然生命體,出於其演化而來的結構,與生俱來就有各種世界互動、認識世界的方式,不限於科學方法。就此而言,人類會發展出的人文也是一種自然現象。因此,雖然人類後來發展出了「科學方法」這種較為優化的認識途徑,我們依然不能否定「人文方法」也是一種認識世界的可靠方法。

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接著,陳教授提及羅素(Bertrand Russell)對「熟知知識(knowledge by acquaintance)」以及「描述知識(knowledge by description)」的區分。熟知知識指的是我們透過直接的感受、互動與掌握所獲得的知識,描述知識則是理論性的知識。

陳教授認為熟知知識與描述知識不可被截然二分,兩者之間是程度上的差別。而人文學門的一些觀念就較為接近熟知知識,因為它們重視同理及感受。雖然如此,這一切都符合腦神經科學的描述,人文仍然是自然現象。另一方面,人文因此仍然是科學可以研究的對象,也需要科學的補充。人文學門自己也必須要了解,自己所研究的熟知知識其實也是自然現象,有其組成基礎與運作原理。

因此,科學可以幫助人文把熟知知識轉換為更精確的描述知識,並且為人文提供更精密的研究方法,以及協助其排除錯誤,比如排除人類先天認知系統的偏誤、漏洞等等。總結來說,科學與人文其實研究的是同一個自然界;科學非但不應帶來人文危機,還可以幫助人文研究走得更加長遠。

跨科際合作的需求,兼論「人類世」中的人文與科學走向

不同於陳樂知教授從哲學觀點出發,陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)帶來的是他在教育方面的經驗。首先,陳教授介紹了他為台灣教育部主持的「科學人文跨科際人才培育計畫」,簡稱「SHS(Society-Humanities-Science)計畫」。

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由於現代社會中的問題包含人文以及科學的面向,因此 SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育(trans-disciplinary education)」。以往的教育先是學科主義,然後衍生出「多領域(multi-disciplinary)」或是「跨領域(inter-disciplinary)」,也就是由各學科各自探究共同問題,或是由兩個學科進行合作。

跨科際教育則有所不同,它以「真實世界的共同問題」為核心,直接打破學科之間的界線。只要是對解決真實世界的問題有幫助的知識,參與的學科,甚至政府、產業、民間的 NPO 或利害關係人都擔責分工合作進行知識生產、解決問題。

SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

由於現代社會中的問題愈趨複雜、多元,且多樣,社會對科學界的要求也跟以往有所不同。科學家開始被要求具備社會意識及社會參與的能力,還有溝通與對話的能力;這些能力都是傳統的科學界非常缺乏的。有鑑於此,陳教授所主持的 SHS 計畫積極推動「問題導向的學習」、「系統思考」、以及「實用方法論上的創新」。他也提到,SHS 計畫的推動非常有賴於大學對本身社會角色的自覺與復興。

陳教授參與的另一個國科會計畫是「以社會需求為核心的跨領域研究計畫」。與 SHS 計畫相同,這個計畫也非常重視跨科際教育,並且認知到單靠科學知識無法解決真實世界的複雜問題。

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那麼,人文究竟該扮演什麼樣的角色呢?陳教授討論到他撰寫的新書《丈量人類世》中的「人類世(anthropocene)」這個概念。「人類世」指的是一個新的地質紀元。在工業革命之後,人類文明成為影響地球環境與生態變遷的關鍵角色。因此,部分學者認為地球已經進入「人類世」這個地質紀元。

在人類世中,全球有非常多的變遷趨勢,其中一個就是:科學發展帶動理性價值的昂揚,其他的人性價值卻被輕忽。陳教授說,我們培養出了許多「職業科學家」。可是,在科技急速發展的同時,人類的科技文明卻缺乏方向感:我們正面臨物質文明與精神文明之間極大的不均衡。總而言之,他認為「人類的智能尚未學會如何掌舵文明巨輪的方向」。

最後,針對人文與科學應該要如何在人類世中發展,陳教授提出了他本人的看法。首先,科學研究的同儕審核程序需要人文專業學者的投入,也就是科學家不能閉門造車。再來,婦女應該要積極加入科學與科技事業的陣容,因為科學發展不能只由男性思維主導。

最後,未來教育的趨勢必須往跨科際的方向邁進,也就是人文與科學必須並重。如此一來,陳教授強調:「人文的啟發價值和社會重大需求必須挺身而出,為人類文明的永續承擔文明指南針的角色,與科學共同尋求世紀困境的解方。」

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「科學實作哲學」帶來人文與科學的合作新可能

繼陳竹亭教授分享了跨科際教育發展的大方向後,嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)則分享了她在科學人文互動的個案經驗。嚴教授身為一個哲學學者,卻在因緣際會下,走上了不同於普通學者每天關在辦公室做研究的路。她為了提升生醫背景的學生對哲學的興趣,也為了把哲學帶到課堂之外,推動了青銀共學。

嚴教授推動青銀共學,提升學生對哲學的興趣,也將哲學帶到課堂之外。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

嚴教授把社區中的長輩們請到大學的哲學課堂上,與大學生一起進行小組報告。這些生醫背景的學生們未來大多會從醫;因此,對未來將要在醫療院所工作的他們來說,與長輩互動是很好的練習。

嚴教授也針對與學生們未來在醫療場域會遇到的一些價值性思考,與哲學作出連結,讓學生們學習哲學能夠學以致用,對醫療過程有所幫助。舉例來說,她會帶領學生討論如何面對死亡、以及照護倫理等哲學議題。她認為,在學生未來的臨床工作上,這些哲學議題將派得上用場。

除了青銀共學外,嚴教授還以非常不同於傳統學者的方式,進行她個人的哲學研究。傳統哲學學者往往是埋首於書堆中,發展自己的理論;她則是親自到醫療院所中進行田野調查,去訪問醫生、護理師等第一線的人員。藉由直接了解醫療工作者在實作上遇到的困難,她試圖讓哲學能夠真正被實用。

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嚴教授說,這樣的研究方法被稱為「科學實作哲學」。科學實作哲學作為一種研究方法,其實不單單適用於人文學門,也同樣適用於科學。非常理論性、艱深的基礎科學如果能夠走出象牙塔,了解社會的真實需求,便有機會與人文接軌。因此,不論是科學或人文學門,若研究者可以調整研究方法,從研究對象在實作上的細節出發,再轉而調整自己的理論,那麼科學與人文的互動、合作並非不可能。

科學素養對現代社會的重要性

最後進行分享的是科普媒體《PanSci 泛科學》的知識長鄭國威先生。鄭知識長首先釐清了「人文」的定義:他認為,「人文主義」認為人類可以靠自身的能力認識這個世界,而「人文學科」正是培養這種能力的學科。從這個定義來看,人文與科學根本就不是分開的;畢竟科學也是人類靠自身能力認識世界的方式之一。

鄭知識長提到,台灣的學生在國際學生能力評量計畫(PISA)中表現非常優異,世界排名名列前茅。然而,台灣的學生卻普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。

鄭知識長指出,台灣學生普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

在學習的過程中,我們大致可以把人分為兩種:具有「定型心態」與具有「成長心態」的人。前者只重視結果、學習態度較消極,且容易受挫折打擊;後者則重視過程、學習態度較積極,且勇於面對挑戰。鄭知識長指出,具有定型心態的台灣學生似乎占多數。

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鄭知識長在高中時也面臨相同的困境,他那時非常厭惡數學和理化,完全沒有學習他們的熱忱。他後來發現不止他是如此,有許多人也在學生階段就放棄了對科學的學習;這對台灣社會是個嚴重的現象。舉例來說,公投的題目許多都牽涉科學知識,放棄學習科學的公民要如何在這種公投中作出正確的判斷?這樣的考量促使他後來創辦 PanSci 泛科學。

鄭知識長認為,獲得成長心態最簡單的方式就是學會科學原則與方法,也就是用科學方法來面對日常生活中遇到的問題。而培養科學素養則需要承認自己對許多事的無知,且需要身處一個好的素養集體之中。最後,鄭知識長勉勵大家一起培養出「科學思辨力」,為本次的論壇畫下一個強而有力的句點。

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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(The Taiwan Association for Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology, LMPST Taiwan)為國內非營利法人團體,主要幹部均為國內教授或研究員。本會以促進科學型的哲學研究為宗旨,工作包括國內專業學術工作、跨領域學科交流及哲學普及推廣。