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2014年10月7日 星期二

「創新育成中心新建工程」上樑典禮致詞

「創新育成中心新建工程」上樑典禮致詞

今天因賀陳校長臨時接到通知公出,本人很意外地來主持「創新育成中心新建工程」上樑典禮;舉行上樑典禮代表工程的一項重要里程碑,也向中心的正式啟用邁進了一大步,據了解,從去年六月動土,到今天上樑,工程進行非常順利;我們除了要感謝施工、監工與本校相關單位同仁的辛勞外,也期盼大家共同努力,能在不久的將來,讓工程如期、如預算、如規格順利完工。
學校進行一項重大工程,一般除了是適應需要外,也代表對未來的期許;清華當初規劃比現今規模大一倍有餘的「創新育成中心」,就是展現要在「創新育成」領域大展鴻圖的強烈企圖心。由於國際產經情勢的急遽變遷,可預見其重要性會與日繼增。
上星期三,也就是十月一日,本人有機會在台北一場國際論壇以「全球化與數位科技對社會衝擊 (Social Impacts of the Twin Force of Globalization and Digital Technology)」做專題演講;全球化與數位科技都有相當的歷史,目前則是這兩項影響全球經濟與就業機會的力量正同時席捲而來,並互為表裏,加速增強,促成更大的變動,值得密切關注、了解並因應。
在過去二、三十年,全球經濟,兩大趨勢是產業外移 (offshoring)與外包 (outsourcing),工作機會由已開發國家轉移到開發中國家,因此大陸才會成為「世界工廠」,印度等地成為「外包中心」,但最近的趨勢是產業回流 (reshoring) 與內包 (insourcing),原來外移工廠回流或內包,又影響開發中國家工作機會;對台灣來說,產業大量外移到大陸多年,近年又移往工資僅五分之一的東南亞國家,而大陸則以跳蛙式,積極將部分產業外移到工資僅十分之一的非洲,代表全球化對已開發國家與開發中國家影響有如雙面刃,有全球性的效應,利弊互現,且隨時間而有所變動。
數位科技的快速進展,固然創造了許多機會,但智慧型機器或機器人會取代許多人力,類比相片公司「柯達」(Kodak)在2012年宣布破產時,曾直接雇用145,000人,數位相片公司「臉書」(Facebook)市值超過「柯達」最高峰幾倍,而「臉書」僅有4,500員工;在台灣,高速公路電子收費剝奪了約九百位收費員的工作則為最近的例證;同時以往一般人會認為電腦在明確指令下,擅長做運算,做簡單而重複的動作,對模式辨認、感應運動、較複雜溝通等則遠不如人,但近年數位科技發展,讓人必須刮目相看,舉例而言,Google無人駕駛汽車,自2010年上路以來,車隊已開行數十萬英里,而達到零肇事率的記錄。讓人期待的是他的偵測系統Cyclopean LIDAR,在公元2000年時,造價達三千五百萬美金,在2013年中期,已降至八萬美金,製造商並聲稱,一旦量產,售價可降至數百美金。而美國現今約有二十五萬計程車司機,約三百五十萬卡車司機,一旦不會疲勞、鬧情緒、分心,安全性較高的無人駕駛汽車上路,衝擊將會極為巨大;而此僅為冰山上之一角,智慧型機器預期會大量取代人類腦力,將人類社會帶入高度不可預測的情境,必須及早思索因應。

台灣在缺乏自然資源的條件下,反全球化不是國家發展的可行途徑,而數位科技產業正是主力產業;處於全球化與數位科技雙重旋風下的台灣,必須加強創新,面對未來挑戰,清華大學「創新育成中心」的擴建,宣示清大的努力,在歷史洪流中,與時俱進,並產生引領作用,以創新創造不易被取代或外包的工作機會;最後在此預祝大樓工程順利,未來「創新育成中心」能充分發揮功能。

2014年10月1日 星期三

全球化與數位科技雙重推力對人類社會的衝擊

『紡織科技國際論壇暨研發成果展 (Textile International Forum and Exhibition, 簡稱TIFE)』演講講稿

在以「多元與接軌 (Diversification and Connection)」為大會主題的國際論壇演講,「全球化與數位科技雙重推力對人類社會的衝擊 (Social Impacts of the Twin Force of Globalization and Digital Technology)」也許是還算適當的講題,畢竟在多元的世界裡,全球化與數位科技是接軌的重要推力。

人類現在正處於一個迅速變動的時代,面對許多錯綜複雜而難解的問題; 1996年諾貝爾獎化學獎得主Richard Smalley2003年一次演講中,提出未來五十年人類面對的十大問題 (Top Ten Problems of Humanity for Next 50 Years),依序為能源、水、食物、環境、貧窮、恐怖主義與戰爭、疾病、教育與民主 (EnergyWaterFoodEnvironmentPovertyTerrorism & warDiseaseEducationDemocracyPopulation),而在當時,尤其是現在,帶動世界變動的推動力與趨勢,應是數位科技的飛速進步與全球化,而這兩項推動力,又互為表裏,促成更大的變動,值得密切關注、了解並因應。

首先是是數位科技的發展,1982年,美國「時代」雜誌以「個人電腦」為年度封面風雲人物,顯示數位時代的來臨;年初美國麻省理工學院教授Erik BrynjolfssonAndrew McAfee合著出版 「第二次機械時代」(The Second Machine Age)新書中,列舉人類歷史中最重要的發展,如馴養家畜、農耕、建立聚落、成立帝國、發展宗教、哲學思想、試行民主、書寫文字等,對社會發展與世界人口成長的效應,遠不及約兩百年前,以發明蒸汽機等機械為代表的工業革命,也是該書所稱展開「第一次機械時代」,當時人類約花兩千年時間,世界人口自約兩億增加約十億,自此急遽增加至現在的七十億;「第一次機械時代」是以機械克服人力限制,而「第二次機械時代」則以數位技術超越人類智力限制;而正如蒸汽機自首先發明,不斷改進,需經約幾十年的時間,才成為推動工業革命的引擎,至今已開始展現強大的潛力,它的特性是指數化成長、資訊數位化、趨於組合綜效質變,用英文來說,是exponential, digital and combinatorial.

Google工程總監、未來學家Ray Kurzwell用一則西洋棋棋盤故事說明數位科技飛速成長的威力;西洋棋在公元六世紀,由印度人所發明,據說發明人將此發明獻給一位國王時,這位國王非常高興,以為發明人要求不多,答應依發明人提議方式獎賞,也就是照棋盤從第一格放一顆穀粒開始,逐格加倍,一直到第六十四為止,不料填到第三十二格的時候,所需榖粒已達231顆,也就是約二十億顆,如要填滿棋盤,粒數目要比人類有史以來所生產的粒還多,很明顯的使國王無法遵守承諾;而在數位科技中著名的摩爾定律,正確的預測約五十年來積體電路的運算能力每一年半增加一倍,也番了三十幾番,而這種進展,正如在棋盤後半盤格子中加填粒一樣,進入超越人類經驗與想像的境地。

摩爾定律所揭示的指數變化,使數位科技進展讓人目眩神迷,例如美國政府為氣象研究,發展ASCI Red電腦,1996年完成時,占地約網球場大小,造價五千五百萬美金,十年後,Sony推出Playstation 3電動玩具系統,具有相同運算能力,只占十分之一平方米面積,售價僅五百美金;同時2011Apple推出售價低於一千美金的iPAD II,其運算能力相當於往年造價三千五百萬美金的Cray II 超級電腦。不僅如此,諸多電腦周邊設備都以指數形式快速進步。

以往一般人會認為電腦在明確指令下,擅長做運算,做簡單而重複的動作,對模式辨認、感應運動、較複雜溝通等則遠不如人,但近年數位科技發展,讓人必須刮目相看,舉例而言,Google無人駕駛汽車,自2010年上路以來,車隊已開行數十萬英里,而達到零肇事率的記錄。讓人期待的是他的偵測系統Cyclopean LIDAR,在公元2000年時,造價達三千五百萬美金,在2013年中期,已降至八萬美金,製造商並聲稱,一旦量產,售價可降至數百美金。

Amazon 倉庫中,除有少數真人引導外,外號Kiva的機器人熙來熙往,做各種倉儲工作;由Boston Dynamics公司開發,外號BigDog,如大狗的四腳機器人,可負重約兩百公斤,在超過35度崎嶇山坡、雪地、泥沼、岩塊中行走,在結冰地面被推動而得以挺立,更能在平地上以每小時八公里速度跑動,有些機器人能跳上十公尺高的屋頂上,也些則能爬牆、爬樹,所謂飛簷走壁,運動能力遠非昔比。

另一方面,繼1997年,IBM深藍電腦擊敗世界棋王,2011年,名為Watson 的電腦又成為Jeopardy 益智遊戲盟主,最新與醫學機構發展的Watson醫生,更具有相當高明的診斷與處方的能力,顯示其模式辨認的超強能力。
在語言溝通方面,Apple Siri 已具備相當水準的會話智慧,美國富比士集團已採用純電腦自動撰寫「公司盈利預覽」,Google Translate 可在線翻譯六十四種文字,十五種語言,也展示在文字語言溝通上的快速進步。

與此平行的發展是所有資訊的全面數位化 (Digitization of Everything),將所有文字與多媒體資訊,如文本、聲響、圖畫、照片、影片、儀器與感應器的數據等全面數位化;由於數位化的資訊屬於用之不竭可重複共同使用,再製容易而且幾乎不花成本;網路科技、無線通訊科技無疑是建立在數位科技上,導致傳輸革命,讓世人共享數位化資訊,使近年來成為顯學的「大數據」(Big Data) 得以發揮;舉例而言,Google1912年三月為止,已掃描幾世紀以來兩千萬本書,其中包括自十九世紀以來的五百萬本英文書,由一個跨領域團隊研究顯示,英文字彙在1950-2000年間增加了70%,名人的起落加速,在二十世紀,世人原對演化漸失興趣,而在Watson Crick發現DNA結構又再掀起熱潮;在文本研究上,中研院鄭錦全院士曾分析莎士比亞等文豪著作,用字多在五、六千以下,金庸多部著作,最長的「天龍八部」、「鹿鼎記」兩部書,各約一百萬字,用字都不超過4500字,約與長約73萬字「一百二十回紅樓夢」相當,其中代表正面情緒的喜、樂、笑、愉、悅、愛、親等字遠多於代表正面情緒的怒、哀、悲、憤、怨、悵、怒等字;研究都直接受惠於數位科技。

數位科技無疑正深刻的改進物理世界,賦予民眾更多在經濟能力範圍內的選擇 (Bounty)與便利,但也有相當的負面影響,例如贏者全拿 (Winner-Take-All) 、貧富差距加大、社會階層化,都會造成很大衝擊,尤其在工作機會上,會取代許多現有的人力,英國牛津大學Carl Benedik Frey and Michael A. Osborne兩位學者於2013發表「電腦化對未來工作的影響」(Future of Employment: How Susceptible Are Jobs to Computerization?) 研究論文中指出,電腦化對美國勞工市場702細分的職業中,有高達47%的業別受到威脅,同時工資與教育所能達成的職涯目標與一業別的電腦化有負面的關係。他們由文獻中有關機器學習(Machine Learning (ML))與行動機器人(Mobile Robotics (MR))的進展,發展出將職業受電腦化影響的分類方法,同時估計電腦化對美國勞工市場702細分的職業中,受到威脅的程度以及影響。

該文提到經濟學大師凱因斯(John Maynard Keynes)常被引用的對廣泛由科技導致失業的預言:「由於發現的節省勞力方法的運用,超過為汰換勞力找到新用途的速率」(due to our discovery of means of economizing the use of labor outrunning the pace at which we can find new uses for labor, Keynes, 1933). 高速公路電子收費剝奪了約九百位收費員的工作即為最近的例證,而隨著數位科技更趨成熟, 電腦的功能更擴大,讓人擔憂;在此沛不可禦的強大趨勢下,Erik BrynjolfssonAndrew McAfee的建議是:
一、與數位科技攜手並進,而非一昧抗拒,
二、思索並致力從事或創造電腦及機器人不容易取代的工作:例如具有創意、創新、多面向、感知以及非常複雜的交流工作等,
三、關照社會的公平正義。

數位科技無疑加速與深化全球化的趨勢,進而使數位科技無遠弗屆,在全球市場遍及各行各業,有充分的誘因與動力,吸引世界菁英爭相投人,形成良性循環;全球化不僅是財貨的移動,而更是資訊與服務的流通,讓跨國公司更形壯大,1995年美國網景公司上市,緊接著有桌面圖形化用戶介面Windows95問世,揭開了互聯網時代的序幕,天涯若比鄰已不再是文人騷客的憧憬而已,譬如說全世界據估計使用手機的數目達六十億,許多人可輕易的隨時隨地透過高畫質的影像面對面通訊,資訊的便利流通,對全球化產生了推波助瀾的作用;美國著名專欄作家 Thomas Friedman2005年出版「世界是平的:一部二十一世紀簡史」(The World Is Flat: A Brief History of the Twenty-first Century)一書,書中分析了21世紀初期全球化的過程。他列舉全球化的十大推力:

一、1989/11/9柏林圍牆的倒下;電腦視窗的開啟,拜政治開放、經濟改革、自由貿易、開放市場以及傳真、電腦等工具之賜,資訊流通障礙大幅降低,
二、1995/8/9網景上市。它所代表的是從PC為主的平台走向網際網路為主的平台。今天我們將瀏覽器視為理所當然,它卻是科技史上的一大發明之ㄧ。Windows95問世與普及,使電腦與網路便利使用,
三、互通工作軟體發展,使數位的資料能在不同的軟體之間連接,讓網路的應用軟體彼此溝通無礙,如此一來,製作團隊可以跨國工作,或電腦訂購系統可以互通,
四、資源共享,讓許多的人可以輕易在網路上免費取得資料,如維基百科、Youtube、各種百科全書、辭典都是顯例
五、外包:如「詢問中心」(Call Center)、口述翻譯等客戶服務大量外包,
五、海外生產:整廠外移到工資較為低廉地方,
七、供應鏈:在供應商、零售商、顧客之間創造價值的方法。如Wal-Mart Wal-Mart直接向製造商大量訂貨,並讓製造商將貨送到Wal-Mart自創的物流中心,並充分掌握顧客需求以降低存貨,如此可以省下相當成本,因量而可觀,增強競爭力,
八、內包:如UPS不只是單純的快遞,也在幫許多公司規劃全球供應鏈服務,
九、資訊搜尋:如Google公司的使命就是把網路資訊組織起來給世人使用,讓所有人隨時隨地都可以搜尋到世界上所有知識,
十、創新科技:可以加強其他推力的威力,如居家辦公,到處都能處理並蒐集資料,而且把聲音和資料傳到任何地方去。

這十大推力,無一不與數位科技息息相關,甚至可以說是奠基於數位科技。
全球化無疑能促進國際間社會、文化、經濟、政治、科技交流,共享知識與資訊、加強貿易、使全球貨物、資源、人口、資本與資訊移動更為利便,削弱國家權力,壯大跨國公司的影響力,使國家間關係更為緊密;但也有不少負面效應;如「世界是平的」書中主要的論點是「世界正被抹平」,有「四海一家」氣象,但世人也漸有「世界很平我不平」、「對有些人來說,世界一點都不平」之說;全球化助成工作機會由工資較高移轉到較低地區,例如台灣在「四小龍」時代,受工業國家產業外移以及日本雁行政策所賜,得以有有三十年時間,以每年8-10%成長率快速發展經濟,但在中國大陸以及東南亞國家興起後,喪失低廉工資優勢,產業轉型不及,製造業也紛紛外移,國內經濟成長大幅趨緩至3-4%;直接的後果,是讓台灣近十幾年,薪資成長停滯;同時數位科技進展,導致在工作機會上,會取代許多現有的人力,例如在「世界是平的」書中,所舉述的美國公司「詢問中心」(Call Center)外包大量到印度的情形,目前又因為更先進的自動化發展而回流;另一方面,原來是地方問題,如美國次級房貸危機,因全球性的對沖或風險基金波及,席捲全球,釀成金融海嘯,或極權世界;未來世界「數位科技的飛速進步與全球化」兩大沛不可禦趨勢合流,將加劇對社會的衝擊,必須及早積極因應。Friedman認為未來要工作要不可取代 (unfungible),必須很突出,很專業、根深蒂固以及(very special, very specified, deeply anchored and very adaptable),是很寶貴的建議。

台灣在缺乏自然資源的條件下,反全球化不是國家發展的可行途徑,而數位科技產業正是主力產業,加速產業轉型,透過稅制安排和社會福利措施來緩解分配惡化,是必須嚴肅面對的。當然全球化代表挑戰也代表機會,培養人才流動能力也是各級學校教育應多加關注的重點。

同時世界正面臨全球化與資本主義發展的困局,1992年,在蘇聯瓦解、柏林圍牆倒塌後不久後,美國作家及政治經濟學人法蘭西斯·福山(Francis Fukuyama19521027日-)出版了《歷史之終結與最後一人》一書;他認為,隨著冷戰的結束,「自由民主」和資本主義被定於一尊,再由全球化深化與擴散,是謂「資本陣營」的勝利,人類歷史的前進與意識形態之間的鬥爭正走向「終結」,這種想法,普遍為東西方知識界所接受。

但世事的發展,與福山的論點產生了很大的歧異,一方面資本主義的運作已現疲態,導致貧富不均的現象,日趨惡化,法國經濟學者皮凱提(Thomas Piketty)在今年三月出版新書「21世紀資本論(Capital in the Twenty-First Century)」,被諾貝爾經濟學獎得主克魯曼譽為本世紀經濟學的傑作,Piketty分析美、英、法等先進國家,上世紀或前兩世紀來的財富累積及經濟成長統計數據,顯示資本獲利率大於國民生產毛額增加率,資本所創造的所得成長率是經濟成長率的好幾倍,亦即所得流向工資的比率持續縮小,以致於工資成長率鮮少超過經濟增長率。以近30年的情況而言,資本的年報酬率達到4%5%,而經濟年成長率僅1.5%左右,如以每年報酬率4.5%1.5%計,30年的累積,將造成資方增加了280%,而勞方僅60%,而非常實質的擴大了貧富差距。因此長期貧富不均現象,可主要歸因於資本作為一種生產要素的偏高報酬,富者以錢滾錢,迅速累積,成為現代世襲特權階級 (Patrimonial Class),將使先天的優勢比後天的努力與才能,更為重要。

另一方面,全球化代表資本跨國界的運作,各國爭相吸引投資,資本家得以選擇最有利的環境,有時會繞過法規限制,消耗該地龐大社會成本,獲取最高的報酬,會在國家與國家之間,以及各個國家的內部,造成貧富差距的擴大,尤其1980年代美、英等國在新自由主義大旗帶頭下,對金融業等跨國大企業,放鬆限制;2008年全球性的金融海嘯,波及全世界,正是其嚴重的後果一例;皮克提因而擔心,這樣的形勢如果持續下去,將對民主政治的公平與正義造成巨大傷害,因而作出了一些具體的政策建議,其中最主要的是透過妥善規劃的稅收,重新分配財富,對實質財富(扣除負債)全面課徵累進稅,限制財富的過度集中。在二十世紀,西方國家曾出現GDP增加率與工資所得成長率約略相等的現象,除因兩次世界大戰帶來極大的摧毀資本影響,推行高累進稅率與社會福利制度,也證明是有效的措施,紓解貧富差距擴大問題。

今天的演講主題是數位科技與全球化,對多元世界無疑有促進接軌之效益;由於數位科技與全球化互為表裏,因此從數位科技談到全球化,進一步討論這兩大推力共同對資本作為一種生產要素的偏高報酬推波助瀾,對全球社會發展會產生深遠的影響,對未來面對的世界發抒一已之見,與各位共享,希望世人能藉了解問題,從個人與社會角度,思索因應的方法。



2014年8月2日 星期六

同步輻射中心新舊主任交接典禮致詞

同步輻射中心新舊主任交接典禮致詞


很感謝各位先進、貴賓與同仁來參加同步輻射中心新舊主任交接典禮;由於了解張石麟主任在服務四年任滿後,格於規定,屆齡必須卸職,董事會約於一年前成立遴選委員會,啟動尋覓新主任的人選,在全球性的多方積極徵詢下,經過縝密的程序,遴選委員會達成共識,一致推薦,並於今年三月,由董事會通過,聘請果尚志教授為新任主任;正如在七月初董監事聯席會中,由遴選委員會召集人李遠哲院士所提議,全體董監事們一致鼓掌通過,高度肯定張石麟主任在過去四年的傑出領導,讓同步輻射中心不僅順利運作,而且在興建台灣光子源的設施艱困工作上,獲得重大進展,卓越貢獻將永載同步輻射中心光輝史冊中。
新任果尚志主任年輕有為,雖然頭髮略白,看不出比張主任約年輕二十歲;但在過去研究與服務工作表現上,確實充分顯示青春活力與卓越績效,他不僅在研究上有傑出成績,獲得許多重要獎項,在擔任國科會物理中心主任與清華大學擔任研發長期間,均能積極任事,發揮創意,尤其在清大研發長任內,推出多項獎勵措施,在提升學術研究品質以及產學合作技術移轉方面,都展現亮麗的績效,同時長於規劃,善於協調,同步輻射中心可謂深慶得人,必能與張主任無縫接軌,肩負重任。
果主任另外的特質是有很高的親和力以及國際化程度很深,不僅擔任兩屆六年應用物理國際頂尖期刊APL 與JAP編輯顧問委員外,活躍於許多重要國際會議,更難得的是以身作則,發揮溝通長才,在研究生階段,即贏得韓國籍的學妹芳心,娶得美嬌娘,譜成跨國聯姻佳話;值得一提的是,在果主任新婚不久,陪夫人歸寧之時,他的幾位韓國大舅子,曾企圖在喝燒酒上,給他一個下馬威,結果據說果主任全勝而歸,為國爭光;另一方面,我要提醒中心同仁一下,這是二十年前的往事,果主任是否仍有當年勇,還有待觀察。
美國甘迺迪前總統在1962年9月12日宣布啟動登月計畫時曾說;「今天我們啟動登月計畫,不是因為它很容易,而是因為它很困難,因為要達成這個目標必須全面組織與考驗我們最大的能耐、最先進的技術,並且因為我們願意接受挑戰。」1983年,當政府決定要興建同步輻射加速器時,對台灣來說,不管在人才、技術與經費上,都是很大的挑戰,而政府能毅然決然的啟動,實屬不易;如今同步輻射光源已成台灣之光,不僅是國內卓越研究的助力,而且吸引優秀國際團隊來台使用與合作研究,所謂近悅遠來,更難得的是,蓄積了自力建造新一代「台灣光子源」加速器大型設備土木建築工程與機電系統工程的能力;在這個基礎與成就上,我們熱切期待即將落成的「台灣光子源」,能如期於年底出光,成為傲視亞洲、超低束散度、超高亮度的一盞明燈,屆時將是世界科學界的盛事與佳話,並能將推動台灣科學研究更上層樓,值得國人舉杯同慶,引以為榮,而中心同仁多年來在歷任主任領導下的努力,必然可以得到公正的六星級評價;另一方面,由於政府經費所限,未來光束線的建設與應用,對果主任與中心同仁來說,將是極大的挑戰,也需要不僅學術界與社會的強力與持續的支持,讓我們同步祝福同步輻射中心未來運作順利,在果主任領航下,讓台灣之光更燦爛奪目。

2014年7月20日 星期日

2014 先進矽化物技術國際會議與暑期研習班晚宴致詞


International Conference and Summer School on Advanced Silicide Technology (ICSS-SILICIDE 2014)

719日至22
東京理科大學 (Tokyo University of Science) 葛飾 (Katsushika) 校區


首先我要感謝大會主辦單位邀請在會中作特邀演講,此次會議是我多年來第一次參加以金屬矽化物為主題的會議有回到家的感覺;這主要是因為金屬矽化物是我在1980-2000年間研究的主要方向,而在這約二十年期間,金屬矽化物在電子元件應用上,從深具潛力,逐漸成為不可或缺而廣泛採用的部分,重要性越來越顯著;因而曾有相當時期,國際上經常舉行以金屬矽化物為主題的研討會或研習會,而在許多其他會議中,也常有一個或多個分項有關金屬矽化物研討時段;但約在公元兩千年後,這類會議逐漸減少,因為半導體元件研究已進入不同的世代;主要是奈米級元件製程所需精密先進設備以及繁複性,已遠超出學術界研究所能掌握甚或可積極參與的範圍,因此學術界從事金屬矽化物研究的團隊大幅度減少,而在領先群半導體企業界的研究,也往往基於智財權問題的考量,甚少對外公開發表,可謂情勢丕變,影響到公開討論的研討會舉辦。

很難得的是,本系列研討會自1997年首次舉辦以來,多年來仍持續進行,這一方面要感謝許多熱心學者的堅持,同時也可能是因為過往研討方向著重半導性金屬矽化物,剛好避開前述在積體電路元件應用研究的困境;另一方面,即使在半導性金屬矽化物研究方面,也需要有應用潛力之支撐,才有可能永續經營;在這次研討會中,欣見領域中在理論與實驗各方面許多令人興奮的進展,未來還需大家繼續努力,讓實質而大規模的應用得以實現。

本人此次受邀在會議中報告金屬矽化物奈米線,由於奈米線在介面反應基本了解以及多元應用的重要性,深具前瞻應用的潛力,可預見未來會繼續為研發重點,可供大家參考。

奈米科技在近年來勃興發展,一維奈米結構金屬矽化物也因其在奈米電子元件、自旋電子學、電場發射、熱電效應以及太陽能轉換應用的潛力,成為廣泛研究對象;這些一維奈米結構由許多不同方式成長,具有多元性的物理性質許多奈米線展示特異的物理性質;例如相生成順序與成長速率以及控制因素的不同;許多矽化物奈米線電阻率較薄膜低; CoSi塊材具順磁性(paramagnetic),而其奈米線為鐵磁性(ferromagnetic);奈米線中螺旋磁性 (helimagnetism) 與具微小自旋磁區(skyrmion state) 較穩定等。同時目前已生成之矽化物/矽晶/矽化物雙異質結構製成之電晶體,除尺寸微小有非常優異的電性,同時被用以製作多功能元件與積體電路。而以個人從事奈米材料研究的經驗,製程很紹需要昂貴與精密設備,同時不像一般材料研究,限於一、兩種特定物理性質,如在金屬矽化物薄膜研究中,以電性為首要考量,有時或會量測其機械性質;但在探討奈米結構特性時,除電性、機械性質外,常可能會探討磁性、熱傳導、熱電效應、場發射、化學性質等,是很好的學習機會,而對奈米尺寸結構,理論模擬工作也大有發揮空間,因此是一個方興未艾、深具潛力的新領域,特別值得年輕學者投入。

最後我要代表大家感謝主辦單位精心地舉辦這次盛會祝大家身心愉快滿載而歸




2014年6月26日 星期四

「陳守信院士回憶錄」新書發表會致詞

很高興來參加「陳守信院士回憶錄」新書發表會,中央研究院院士一般都具有崇隆的學術地位,出類拔萃,在求學與研究生涯中,一定精彩獨到,人生經驗寶貴,值得後進學習效法,引為典範,也可激勵年輕一代的莘莘學子,所以清華出版社在約三年前,推出「院士傳記系列」叢書,鎖定與清華淵源深厚的院士們,以彰顯行誼。邀請他們以口述方式,由出版社延聘文筆流暢的作者執筆,兩年前陸續推出張立綱院士與徐賢修、徐遐生院士父子雙傑兩本書,因為各種因素,今天才見到院士傳記系列第三本書面世,有句英文俗話說:better late than never」, 也就是雖遲些,也遠較沒有出版好,仍是一件值得慶賀的盛事。很感謝陳院士首肯為其出版自傳,為「院士傳記系列」更添光華。

承蒙陳院士邀請,本人很榮幸為回憶錄作序,也有幸一窺本書的初校稿,讀來可以精彩動人、引人入勝形容;陳院士是我台大物理系的學長,所以他選擇物理系為第一志願的心路歷程,我很能感同身受;同時他又是清華大學在台復校後最先設立的「原子科學研究所」第一屆畢業校友,書中特別令人感受深刻的是,陳院士熱愛母校;緣起他於1956-58在清華短暫的二年學習期間,由梅貽琦校長親自擔任班上15位同學的導師,在物質條件艱苦的當時,師生情感密切,同學相互砥礪,出國時又受梅校長多方協助,他說道:「梅校長是有眼光,具遠見並富領導力的真正教育家」;他回憶在進清華以前,老師多「把物理教得像哲學」,在清華原科所,眾多客座教授帶回來美式教學,讓學生深受啟發,清華在校園裡為教師刻意搭建舒適的獨棟宿舍,學生也一律駐校,彼此間多互動來往,關切與溫暖油然而生,讓他對清華有特殊的感情,形成院士日後對母校的深厚感念並具體轉化為積極回饋母校的驅動力;陳院士於2006年膺選本校傑出校友,2001年起擔任本校原子科學研究院榮譽講座教授,並慷慨捐款,協助規劃、促成母校於去年成立「陳守信中子科學講座」,表彰清華大學在台復校以原子科學為先發領域的重要意義,並持續推動我國中子科學之尖端研究,為國家社會培育高科技人才。

回憶錄生動的記述傳主的求學以及教學研究的過程,從在物理系成為熱門科系以前,即鎖定物理為終生志業,六十餘年來專心致志在領域中耕耘,發光發熱;另一方面,陳院士在學術生涯中,有許多不凡的遭遇,例如他拿到博士學位後,受聘於滑鐵盧大學 (U. Waterloo),擔任四年助理教授,但僅需教書一年,期間並可長期在國內外其他學術研究機構從事研究工作;他到哈佛大學做博士後研究一年後,即由MIT「找上門來」主動邀請,省略面談程序,聘請擔任助理教授,並於二年後升任副教授,再四年升正教授,一方面可看出陳院士因傑出表現所受到的重視;同時也可見到美、加學術單位用人的彈性。在陳院士學術生涯中,與四位諾貝爾獎得主結緣共事並有深厚交情,顯示陳院士有高超學術研究品味,發揮選擇合作對象與題目的獨到眼光,往往得到很好的成果,也受益良多。

陳院士在2000年,六十五歲時,突因遺傳性類巴金森氏症病發,像是「一夜之間掌管四肢的橡皮筋斷了」,意志無法自由控制四肢的動作,兩年後,才在上海由醫生正確診斷,開出適當藥方,能控制病況,但無法根治,自2002年末起,陳院士每天早、午、晚每天固定時間服藥五次,並「發明」一套體操,每次服藥後必定接著做大約一小時體操,以增強藥效,近十二年來定時服藥,定時運動,從不間斷,展現驚人的毅力,仍集中精力獻身科學,令人敬佩。

陳院士事母至孝,與兄姊和樂相處,與夫人相知相愛,鶼鰈情深,在事業上互相扶持,奉養岳母至逾百高齡辭世為止,膝下二女一男,各有成就,與父母親情濃密,以此一隅,已可見陳院士做人成功的一面;陳院士一生中經歷無數甘苦故事,但他總是帶著正面思考,而在回憶錄中也可深切感受到陳院士與師友學生的溫厚深情,維持長期合作關係,他的長期合作者稱讚他:「誠實、效率、公平、嚴謹、開放、和藹、真性情」、「有耐心的指導者」、「熱情的探索者」、「殷勤的主人」、「既聰明個性又好的科學家」,感人而真誠,為成功學人的典範。

回憶錄以近半篇幅敘述陳院士的學術歷程,可一窺陳院士治學的嚴謹與執著;他的合作夥伴敘述他有「厚實理論基礎」、「思考透徹」、具「通盤眼光」,總在思考「最困難的問題在哪裡?」、「如何突破?」善於看出「最需要解決的問題」、「最關鍵的問題」,在尋求「最具挑戰性、最尖端的題目」時異常敏銳,而因思考通透,並運用厚實理論知識,配合電腦模擬,協助估計可能的答案,每每建功;另一方面,陳院士勤於教育與培養學生,樂於與人分享知識,並熱心從事研究領域推廣工作;同時回憶錄在陳院士卓有貢獻的光關聯散射、中子散射、複雜流體、膠體、低溫水等各領域多有著墨,將成為各該領域不僅在美國,而廣及國際間發展史不可或缺的篇章與史料。

本人有幸在校長任內,與陳院士有較密切的接觸與認識,在拜讀傳記初稿時,原先的敬佩更添加了幾分景仰,典範足式,也很感謝陳院士為本人在校長任內推動的清華「院士傳記系列」加持,據了解,陳院士夫人為此書付出許多心力,用她的熱忱、奉獻與愛來述說陳守信院士一生的經歷,讓這本回憶錄更彌足珍貴;特別值得一提的事,陳院士夫人在清華百年慶時,協助清華主持建立內容豐富、極具紀念價值的「水木清華網」(Memory Net),也一併在此致謝,最後請大家不忘推介這本遠不止開卷有益的好書。

2014年6月24日 星期二

2014台灣磁性技術協會年會暨第26屆磁學與磁性技術研討會及兩岸磁學與磁性會議致詞


 很歡迎大家來參加2014台灣磁性技術協會年會暨第26屆磁學與磁性技術研討會及兩岸磁學與磁性會議今天來參加會議有兩項特別感想 :一是在現在同時在台北有一項兩岸電子顯微鏡會議也正開幕,這週有兩位材料系的年輕教授剛好在武漢大學交流,而最近一位材料系方畢業的博士生決定到大陸中科院擔任博士後研究員,今天又欣逢在此舉辦兩岸磁學與磁性會議,顯示兩岸學術交流,愈趨頻繁與深化,是可喜的現象;另一則是感悟到以往大大低估磁學與磁性應用對我們生活的影響力;就以本人從事研究工作,在材料分析不可或缺的利器,電子顯微鏡來說,它的心臟是電磁透鏡,而近年來最大的突破是球面像差得以完全校正,不僅改寫半世紀以來教科書的內容,同時讓電鏡的分辨率達到0.1 nm以下,如今各種材料原子結構一一在電鏡下現形,都拜球面像差得以完全校正之賜,而球面像差校正器基本上就是一最精良的電磁器件;不久之前,我曾參加清華生科院的超高頻核磁共振儀 (850MHz NMR) 開幕典禮,而在清華步行距離以內的同步輻射中心,即將興建完成的3GeV同步輻射加速器,達到規格出光的關鍵,正是兩百多對精密磁極;同時在2011年清華大學在尋找裝置球差校正電鏡場地時,為了免受各種機器產生磁場的干擾,頗費了一番周折,當然也可能有先進會提醒,各式馬達、生活用品等許多都是磁性應用,所以說我們每天生活都籠罩在磁場中,無所不在,如影隨形,也不為過,當然也與磁性應用大有關係。
磁學的最早應用,當推指南針,近代科技的進步,也與磁學的發展亦步亦趨;最近我新換了一部個人電腦,硬碟儲量達一兆位元組 (1TB),現在已很難想像,1982IBM推出個人電腦時,硬碟儲量僅有5MB,而其後幾年,市面1MB行情約一千元,到1991年,1GB硬碟售價仍超過十萬元,而現今1TB約兩千元,4TB更僅約五千元,對比驚人;事實上,磁碟科技也與積體電路產業一樣,遵循摩爾定律,在功能與成本上,都以指數式的突飛猛進;另一方面,也面臨相當大的挑戰,一個知名的故事是,2011年,IBM超級電腦「華生」擊敗美國知名的電視益智搶答節目《危險境地》 (Jeopardy!)節目史上最強的兩位參賽者,是人機大戰的里程碑,「華生」配備2,880個平行高速運算處理器,53兆位元組記憶體,威力強大,但在開賽前半小時,需把儲存於硬碟的資料改存於固態記憶體內,原因是硬碟的速度太慢,隨著電晶體技術的精進,固態硬碟的容量已有實用性,且售價迅速下滑,將對傳統硬碟是造成威脅。由此例,可見磁性技術雖然持續迅速進步,同時也面臨極大挑戰;而也正是今天與會先進絕佳發揮長才的機會。

今天主辦單位之一是大陸功能材料期刊社,去年本人蒙該社邀請到重慶參加2013年功能材料國際會議,並熱誠接待,對大陸功能材料研究進步以及投入,印象非常深刻,所以我也要藉此機會表示感謝之意,同時也希望兩岸先進在未來能加強合作,在學術與應用上都能大放異彩;最後祝大會圓滿成功。

2014年6月8日 星期日

103年材料系畢業典禮致詞


首先我要恭喜今天畢業的同學與親友們,四年前,各位畢業同學以優異的資質與學力,過關斬將,懷著興奮的心情,進入國內首屈一指的材料系,經過清華四年的洗禮,在學識、能力、視野上有所精進,結交了許多志同道合的朋友,為未來璀璨人生奠定良好基礎,可喜可賀。
大家畢業後,或升學或就業,面對漫長的職涯,不可避免的會受現今世界的數位科技的發展與全球化兩大趨勢與推力深遠的影響,值得密切關注、了解與因應,今天我希望藉畢典致詞短短時間對大家做快樂啟航前的提醒:
1982年,美國「時代」雜誌以「個人電腦」為年度封面風雲人物,顯示數位時代的來臨;年初美國麻省理工學院教授Erik BrynjolfssonAndrew McAfee合著出版 「第二次機械時代」(The Second Machine Age1新書中,列舉人類歷史中最重要的發展,如馴養家畜、農耕、建立聚落、帝國、發展宗教、哲學思想、試行民主、書寫文字等,對社會發展與世界人口成長的效應,遠不及約兩百年前,以發明蒸汽機等機械為代表的工業革命,也是該書所稱展開「第一次機械時代」,當時人類約花兩千年時間,世界人口自約兩億增加約十億,自此急遽增加至現在的七十億;「第一次機械時代」是以機械克服人力與人所駕馭動物力量限制,而「第二次機械時代」則以數位技術超越人類智力限制;而正如蒸汽機自首先發明,不斷改進,需經約幾十年的時間,才成為推動工業革命的引擎,至今已開始展現強大的潛力,它的特性是迅速成長、資訊數位化、趨於組合性的質變,用英文來說,是exponential, digital and combinatorial.
未來學家Ray Kurzwell用一則西洋棋棋盤故事說明數位科技飛速成長的威力;西洋棋在公元六世紀,由印度人所發明,據說發明人將發明獻給一位國王時,這位國王非常高興,以為發明人要求不多,答應依發明人提議方式獎賞,也就是照棋盤從第一格放一顆谷粒開始,逐格加倍,一直到第六十四格為止,不料算到第三十二格的時候,所需谷粒已達231顆,也就是約二十億顆,如要填滿棋盤,谷粒數目要比人類有史以來所生產的谷粒還多,很明顯的使國王無法遵守承諾;而在數位科技中著名的摩爾定律,正確的預測約五十年來積體電路的運算能力每一年半增加一倍,也番了三十幾番,而這種進展,正如在棋盤後半盤格子中加算谷粒一樣,進入超越人類經驗與想像的境地。
摩爾定律所揭示的指數變化,使數位科技進展讓人目眩神迷,例如美國政府為氣象研究,發展ASCI Red電腦,1996年完成時,占地約網球場大小,造價五千五百萬美金,十年後,Sony推出Playstation 3電動玩具系統,具有相同運算能力,只占十分之一平方米面積,售價僅五百美金;同時2011Apple推出售價低於一千美金的iPAD II,其運算能力相當於造價三千五百萬美金的Cray II 超級電腦。不僅如此,諸多電腦周邊設備都已指數形式快速進步。
以往一般人會認為電腦在明確指令下,擅長做運算,做簡單而重複的動作,對模式辨認、感應運動、較複雜溝通等則遠不如人,但近年數位科技發展,讓人必須刮目相看,舉例而言,Google無人駕駛汽車,自2010年上路以來,車隊已開行數十萬英里,而達到零肇事率的記錄。讓人期待的是他的偵測系統Cyclopean LIDAR,在公元2000年時,造價達三千五百萬美金,在2013年中期,已降至八萬美金,製造商並聲稱,一旦量產,售價可降至數百美金。
Amazon 倉庫中,除有少數真人引導外,外號Kiva的機器人熙來熙往,做各種倉儲工作;由Boston Dynamics公司開發,外號BigDog,如大狗的四腳機器人,可負重約兩百公斤,在超過35度崎嶇山坡、雪地、泥沼、岩塊中行走,在結冰地面授刻意衝擊而得以挺立,更能在平地上以每小時八公里速度跑動,有些機器人能跳上十公尺高的屋頂上,有些則能爬牆、爬樹,所謂飛簷走壁。Sony ASIMO 機器人在2006 年展示時,上樓梯走到第三階即跌倒不起,如今可輕易跑上跑下、踢球、跳舞等,運動能力遠非昔比。
另一方面,繼1997年,IBM深藍電腦擊敗世界西洋棋棋王,2011年,名為Watson 的電腦又成為Jeopardy 益智遊戲盟主,最新與醫學機構發展的Watson醫生,更具有相當高明的診斷與處方的能力,顯示其模式辨認的超強能力。
在語言溝通方面,Apple Siri 已具備相當水準的會話智慧,美國富比士集團已採用純電腦自動撰寫「公司盈利預覽」 (Corporate Earnings Preview),Google Translate 可在線翻譯六十四種文字,十五種語言,也展示在文字語言溝通上的快速進步。
與此平行的發展是所有資訊的全面數位化 (Digitization of Everything),將所有文字與多媒體資訊,如文本、聲音、圖畫、照片、影片、儀器與感應器的數據等全面數位化;由於數位化的資訊有用之不竭可重複共同使用、再製容易而且幾乎不花成本的特性;再加上建立在數位科技上網路科技、無線通訊科技發展,導致傳輸革命,讓世人共享數位化資訊,使近年來成為顯學的「大數據」(Big Data) 得以發揮;舉例而言,Google1912年三月為止,已掃描幾世紀以來兩千萬本書,其中包括自十九世紀以來的五百萬本英文書,由一個跨領域團隊研究顯示,英文字彙在1950-2000年間增加了70%,名人的崛起與殞落加速,在二十世紀,世人原對達爾文演化論漸失興趣,而在Watson Crick發現DNA結構又再掀起熱潮;在文本研究上,中研院鄭錦全院士曾分析莎士比亞等文豪著作,用字多在五、六千以下,清華名譽博士金庸多部著作,最長的「天龍八部」、「鹿鼎記」兩部書,各約一百萬字,用字都不超過4500字,約與長約73萬字「一百二十回紅樓夢」相當,其中代表正面情緒的喜、樂、笑、愉、悅、愛、親等字遠多於代表負面情緒的怒、哀、悲、憤、怨、悵等字;這些研究都直接受惠於數位科技。
數位科技無疑正深刻的改進物理世界,賦予民眾更多在經濟能力範圍內的選擇 (Bounty)與便利,但也有相當的負面影響,例如贏者全拿 (Winner-Take-All) 、貧富差距加大、社會階層化,都會造成很大衝擊,尤其在工作機會上,會取代許多現有的人力,類比相片公司「柯達」(Kodak)宣布破產時,曾直接雇用145,000人,而在2012年柯達宣布破產時,數位相片公司「臉書」(Facebook)市值超過「柯達」最高峰幾倍,而「臉書」僅有4,500員工;在台灣,高速公路電子收費剝奪了約九百位收費員的工作則為最近的例證,而隨著數位科技更趨成熟, 電腦的功能更擴大,讓人擔憂;「第二次機械時代」兩位作者的建議是:
一、與數位科技攜手並進,而非一昧抗拒,
二、思索並致力從事或創造電腦及機器人不容易取代的工作:例如具有創意、創新、多面向、多視角、多感知以及非常複雜的交流工作等,
三、關照社會的公平正義。
與此平行進行的是全球化;美國著名專欄作家 Thomas Friedman2005年出版「世界是平的:一部二十一世紀簡史」(The World Is Flat: A Brief History of the Twenty-first Century)一書,書中分析了21世紀初期全球化的過程。書中主要的論點是「世界正被抹平」,但世人也漸有「世界很平我不平」之說;全球化助成工作機會由工資較高移轉到較低地區,台灣在「四小龍」時代,受工業國家產業外移以及日本雁行政策所賜,得以有有三十年時間,以每年8-10%成長率快速發展經濟,但在中國大陸以及東南亞國家興起後,喪失低廉工資優勢,產業轉型不及,製造業也紛紛外移,國內經濟成長大幅趨緩至3-4%;直接的後果,是讓台灣近十幾年,薪資成長停滯;在此情況下,數位科技讓天涯若比鄰,自然也對全球化推波助瀾,加上在工作機會上,會取代許多現有的人力,例如在「世界是平的」書中,所舉述的美國公司「詢問中心」(Call Center)外包大量到印度的情形,目前又因為更先進的自動化發展而回流;所以未來世界兩大沛不可禦趨勢合流,將加劇對社會的衝擊,必須及早積極因應,台灣在缺乏自然資源的條件下,反全球化不是國家發展的可行途徑,加速產業轉型,透過稅制安排和社會福利措施來緩解分配惡化,是必須嚴肅面對的。當然全球化代表挑戰也代表機會,培養人才流動能力也是各級學校教育應多加關注的重點。
在分配不均方面,法國經濟學者皮克提(Thomas Piketty)在今年三月出版新書「21世紀資本論(Capital in the Twenty-First Century)」2,一時洛陽紙貴,被諾貝爾經濟學獎得主克魯曼譽為本世紀經濟學的傑作;Piketty分析美、英、法等二十多個先進國家,上世紀或前兩世紀工業革命以來的財富累積及經濟成長統計數據,顯示資本平均報酬率 (Return of Capital) 大於國民生產毛額 (GDP) 增加率,資本所創造的所得成長率是經濟成長率的好幾倍,意味著再GDP中工資收入的比率持續縮小,以致於工資成長率很少超過經濟增長率。以近30年的情況而言,資本的年報酬率達到4%5%,而經濟年成長率僅1-2%左右,如以每年報酬率4.5%1.5%計,30年的累積,將造成資方增加了280%,而勞方僅60%,而非常實質的擴大了貧富差距。因此長期貧富不均現象,可主要歸因於資本作為一種生產要素的偏高報酬,富者以錢滾錢,迅速累積,成為現代世襲特權階級 (Patrimonial Class),將使先天的優勢比後天的努力與才能,更為重要;同時,全球化代表資本跨國界的運作,各國爭相吸引投資,資本家得以選擇最有利的環境,有時會繞過法規限制,消耗該地龐大社會成本,獲取最高的報酬,會在國家與國家之間,以及各個國家的內部,造成貧富差距的擴大;皮克提因而擔心,這樣的形勢如果持續下去,將對民主政治的公平與正義造成巨大傷害,因而作出了一些具體的政策建議,其中最主要的是透過妥善規劃的稅收,重新分配財富,以財富稅與高累進稅率限制財富的過度集中。在二十世紀,西方國家曾出現GDP增加率與工資所得成長率約略相等的現象,除因兩次世界大戰帶來極大的摧毀資本影響,推行高累進稅率與社會福利制度,也證明是有效的措施,紓解貧富差距擴大問題。
由於時間的限制,我只能提醒大家趨勢所在,而盼望大家深入了解相關問題,巧的是「第二次機械時代」與「21世紀資本論」兩本傑作都出版於大家畢業之年,如果各位在最近花時間精讀這兩本傑作,深刻了解未來面對的世界,將是送給自己的最好畢業禮物。
最後祝大家身體健康、家庭和樂,在事業上鴻圖大展、大放異彩。

參考資料
1. Erik Brynjolfsson and Andrew McAFee, The Second Machine Age, W.W. Norton & Company, Inc. New York, USA (2014).

2. Thomas Pikkety, Capital in the Twenty-First Century, Harvard University Press, Boston, USA (March, 2014).