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司法中的科學與偽科學:十個有用小指標幫你辨識偽科學(二)

黃 致豪
・2015/11/23 ・1089字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

(續上篇

圖片來自 Fickr 用戶CPOA,以CC-BY-SA條款使用
圖片來自 Fickr 用戶CPOA,以CC-BY-SA條款使用

所以,沒錯。科學確實有大小眼之分:在偵(調)查程序程序中,即便是與科學基本性質有所違背的技法,只要對案情方向的釐清以及嫌疑犯的排除有所助益,管你靈媒測謊超感應,只要被告同意,用了也無妨。但在審理程序中,則是不允許偽科學證據的介入。

前者,例如在美國就有許多警方在案件走入偵查死胡同時求助於玄秘力量或者靈媒的報導(案例:Top 10 Mysterious Police Cases Solved By Psychics)。

後者,則例如美國軍事審判證據法707(a)條明文禁止任何測謊相關證據在審理中使用,以及美國聯邦政府(是聯邦司法部喲!)的官方立場乃是為免冤案而致力於測謊證據在審理中的排除,且大多數州也採明文禁止立場(案例:262. Polygraphs—Introduction at Trial)。

所以,我們可以說:所謂偵查科學的範疇,可以包含了科學與偽科學同在。但審理(法庭)科學,原則上沒有偽科學存活的空間。

那麼,如何判斷某一個看起來很像科學(這正是偽科學的特色之一:令人迷惑的外表)的領域,究竟是否偽科學?由 Lilienfeld 與 Landfield 等所提供的下面十個指標,可以幫上忙。累計的指標越多,此領域屬於偽科學的風險越高:

指標1. 欠缺可證偽性,且有諸多刻意的操弄空間:

可證偽性(falsifiability),指的是意圖挑戰某一假說或者理論的人,可以透過科學方法找出相反證據,來試圖證明該理論或假說可能是假的,或者加以推翻。而這一個可證偽性的特質,乃是科學與偽科學最大的區別。

例如有人宣稱「神創造凡人與萬物」,這或許是真,或許是假。問題是:沒有人可以透過科學方式舉反證推翻此一論證。這就是可證偽性的欠缺。而這一類論證,往往也會伴隨刻意操弄的方式逃避檢驗。

司法科學領域中常見欠缺可證偽性的例子,例如指紋分析的準確性問題。許多研究(多少與執法機關相關)宣稱:指紋證據的辨識精準度幾乎到百分之百。那麼,如果有因為指紋證據辨識錯誤造成的冤案呢(請看:The Real Crime: 1,000 Errors in Fingerprint Matching Every Year)?此時指紋分析的支持者會事後宣稱:這是儀器出錯,或是人員訓練不足……等。但如果一開始就知道指紋分析有這些嚴重的問題,為何不在一開始就統一儀器標準,或只用世界級統一認證通過的指紋分析專家來檢驗?答案很簡單:因為不可能–儀器標準無法統一,也不會有世界級的指紋分析認證(請看:NYTIMES: Fingerprinting’s Reliability Draws Growing Court Challenges)。這正是指紋證據的完美精準度傳說某程度欠缺可證偽性,也常常透過操弄論述來遮掩的結果。

(續下篇)

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黃 致豪
15 篇文章 ・ 0 位粉絲
執業律師;司法行為科學研究者

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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

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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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法網可能恢恢,可是腦袋容易花花-不完美的目擊者
鄭國威 Portnoy_96
・2011/03/22 ・1147字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 497 ・六年級

事實上,目擊者是不完美的

「非我族類,其心必異」,你認同嗎?雖然現代社會愈來愈強調多元化、強調尊重差異,但要擺脫某些刻板印象,並不像擺脫蒼蠅一樣揮揮手就行。然而在一般情形下,要是遭遇到刻板印象的對待,你或許還可以避開,或是笑笑算了。但是在法庭上陳述或是在警察局錄口供的時候,刻板印象可能會影響你的刑期。

刻板印象常常往我們意想不到的方向奔去,其實很難摸清頭緒。假設你是律師,正在代表客戶出庭,並要求關鍵證人出席,對方律師也同樣找了關鍵證人出席;你的證人看起來乾乾淨淨,他的證人臉上有著刀疤,你可能心中竊笑,但來自Liverpool大學的研究者Rob Burriss卻告訴我們,女性在找尋短期伴侶(例如一夜情)的時候,比較傾向於選擇臉上有疤的男性,研究者認為女性可能將男性臉上的疤認知成某種勇氣跟身強體壯的訊息,因此獲得青睞。你認為,這在法庭上會不會也因此影響法官跟陪審團的心證呢?

除了外表,說話腔調也影響重大。再假設一個情況,你是律師,要幫一位來自越南的移民打官司,他的越南口音很重,你該讓他以中文陳述嗎?芝加哥大學的研究發現,濃重的口音會讓聽者難以吸收資訊,而啟動了錯誤的歸因,認為講者所說的話不可信。簡單來說,因為聽不懂,所以認為內容也是有問題的。身為律師,與其讓你的客戶用糟糕的中文出庭,作證或接受筆錄,不如替他找位翻譯先。

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但如果找不到翻譯的話,還是有機會。今年1月份發表於《法律與人類行為期刊》(Law and Human behavior)的研究表示「行為人的腔調會妨礙目擊者對其外表的記憶」。Pickel跟Staller兩位研究者發現,目擊者為了要聽懂超級重的口音,以致於全副注意力都放在「聽懂」這件事情上,對於行為人的外表卻常常記不清楚。

兩位研究者比較了對於說話帶著腔調,跟沒有特殊腔調的兩個行為人,目擊者的回憶跟描述能力;他們發現目擊者在描述有腔調的行為人的外表特徵時,顯著地不清楚也不正確,而且連聲音也比較沒有辦法正確辨識。

除此之外,研究也發現,要是行為人說的話資訊量比較豐富–例如牽扯到很多數字,目擊者也會比較難以描述出行為人的正確外觀。還有,要是行為人說的話裡愈是帶有威脅意味–例如「我發誓要把你的腦挖出來砸爛」「你們都會被裝在屍袋裡頭扛出去」…這類狠話,目擊者同樣常發生無法正確描述出行為人外觀的情形。

綜合來說,當目擊者愈是全神貫注,或是被某些訊息強烈吸引時,視覺記憶就不那麼靈光了。而這對你的啟示是什麼呢?希望你不是想著要趕緊去學一口奇腔怪調

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資料來源:OKAY, WAIT! WHICH ONE OF YOU WAS I LISTENING TO?

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1305 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。