【李家同】科技專欄(79)科技的創意建築在學問之上

張貼日期：2021/08/25

這篇文章中提到的創意，不包含人文方面，因為像李白、杜甫、白居易、貝多芬、柴可夫斯基等等的創意，實在是無法了解的。誰也不知道”與爾同銷萬古仇”、”還睡 還睡 解道醒來無味”等等的名句是如何寫出來的，更沒有人知道為何貝多芬可以寫出”第九號交響曲”。柴可夫斯基將炮聲和鐘聲融合到音樂中當然是創意，但他恐怕也無法解釋自己是如何有這種創意的。

我念電機的時候，很多長輩問我，收音機是怎麼回事，為什麼看不到任何訊號，但是可以聽到聲音?我永遠說，等我到了四年級，大概可以回答。其實我到了四年級，還是一知半解，直到現在，我也無法向一般人解釋收音機的原理。

收音機屬於無線通訊，我今天要和各位談無線通訊是怎麼被發現的。我們可以說，無線通訊是根據電磁波的，電磁波的發明和應用有三部曲:(1)麥斯威爾用理論推導出宇宙有電磁波、(2)赫茲用實驗證明電磁波的存在、(3)馬可尼從英國將電磁波打到了美國。我要強調的是，這三位科學家都是非常有學問的。

麥斯威爾是英國物理學家，他寫了一本有關電磁學的書，叫做”The Treatise of Electromagnetics”。在書的結尾，他輕鬆地寫出一個方程式，對很多電機學生來說，這個方程式所表示的就是電磁波。可是這個方程式來之不易，麥斯威爾在他的書中引用了上百位物理學家的研究結果，包含論文和實驗的經過。書中還有很多實驗的設備圖，當時做電磁學的科學家，只要有實驗結果，麥斯威爾就會將它收錄在書中。他的勤學實在是令人敬佩的，也是一般人很難做到的。他之所以能預測電磁波的存在，完全是因為他極有學問，而且也沒有說這是他的功勞。

麥斯威爾在書中說，光也是電磁波，所以電磁波傳播的速度就是光速。在當時，人類不知道光速是多少，麥斯威爾沒能用實驗證明他的理論。他的理論是由赫茲證明的。

赫茲是德國科學家，他利用火花放電產生電磁波，自製了一個接收電磁波的天線，利用波的反射，證明電磁波是存在的。當時他的實驗設備是相當簡陋的，他之所以能夠產生電磁波，其實是利用了法國數學家傅葉爾的傅葉爾轉換。他能夠用很簡單的實驗設備證明電磁波的存在，當然是因為他極有學問。世人為了紀念他的貢獻，將波的頻率大小單位命名為赫茲。在1秒鐘內振動1次，叫做1赫茲。

馬可尼是義大利人，他年輕的時候就熱衷於電磁波，也知道赫茲的實驗。他曾經要他的哥哥在家附近發射一個電磁波，他在家中吊了一個玻璃瓶，瓶中有一種特別的液體，這種液體一旦感受到電，就會變顏色，他從此知道自己可以利用電磁波來傳遞訊息了。他最大的成就是，從英國將一個電磁波發射到美國去，而且美國那邊的確是接收到了。

電機系的同學認為馬可尼是一位電機工程師，可是他根本就是物理學家，1909年得到諾貝爾物理獎。當然他的學問不僅在物理，和電機也是有關係的。

從以上的三部曲，我可以說，沒有學問，在科技方面是不可能有什麼創見的。我也要強調，學問不是完全只有理論，經驗也是一種學問。經驗豐富的人應該被認為是有學問的。

我們也不妨現實一點，我們不可能要求每個人都是極有創意的，但是我們應該告訴青年學子，在科技界工作，總要有相當不錯的學問。就以這篇文章談到的通訊來說，通訊和數學有密切的關係，我們現在常常聽到調頻和解調頻，這都牽涉到數學。我們常常提到數位化，數位調頻牽涉到的數學就更加多。

我希望同學們了解，創意建築在學問之上，同學們還是應該好好地念書，將學問搞好，不要以為自己會在沒有學問的情況下忽然頓悟的。我建議全國有科技系的大學都在圖書館中珍藏麥斯威爾的巨著，讓同學知道麥斯威爾是如何的用功，才能預測電磁波的存在。

我也希望教育界的大老們能夠鼓勵青年學子好好用功，這種話當然不是青年學子喜歡聽的，但是我們不能為了怕得罪他們而不說這些話。鼓勵青年學子用功，他們總有一天會感謝的。因為這個時代的科技變化極快，學問不好的人不要談有無創意，就連在科技界存活都會有問題。