川普的科學家叔叔

 川普的科學家叔叔

今天發現一件新鮮事，川普總統的叔叔，John Trump, 是一個有名的科學家，在MIT電機系做了30多年的教授。過去一直以為川普家族都是商人，跟科學沾不上邊，不過這位叔叔可不得了，他的研究對現代原子核物理，核子醫學等等有重要貢獻。

John Trump 1931年進MIT唸博士，指導教授是 Robert Van de Graaff，是著名的范氏加速器發明人。這種用絕緣皮帶傳送電荷的靜電高壓產生器，可以用來作為粒子加速器，是研究原子核物理的利器。Trump畢業後也成為MIT教授，繼續研究高壓產生技術及加速器。他並且利用這個高壓技術產生高能量的X光，來作癌症的治療。

1946年 John Trump 與 Van de Graaff 創立了高壓工程公司（High voltage engineering Corp, HVEC），生產范氏加速器。Trump從公司成立起一直是董事長，直到1970年退休。HVEC壟斷了靜電加速器的市場，那時候世界上核物理研究的加速器有70%是這個公司生產。

我已故妻子，吳秀錦，學的是原子核物理，1970年代在Calteh用的就是HVEC的加速器。1959年台灣第一台加速器在清華開始運轉，也是這個公司做的。我太太後來是這個實驗室的主任，不管在Caltech和清華我都常常看到這種龐然大物的范氏加速器。HVEC 在1960年利用他們的加速器開發出世界上最早的離子佈植機（Ion implanter)。早期的半導體公司很多都是用他們的機器。

HVEC後來在荷蘭成立分公司，名為HVEE，美國的業務逐漸轉移到歐洲，我在1990年負責交大的國家毫微米實驗室，也曾向這家公司購買了一台500 KeV加速器，它有兩條 beam line. 一條做離子佈植，另一條做Rutherford Back scattering，這台機器淘汰後，轉贈清華大學，現在在他們加速器實驗室仍在使用。

John Trump 對中國的核物理研究也起了關鍵的影響力。中國著名物理學家趙忠堯在1946年被派往美國參訪原子彈設施，事後他專程到MIT拜訪John Trump, 在那裡的高壓實驗室呆了半年多，學習如何製造高壓粒子加速器。當時中國根本沒有錢購買新的加速器，所以只能想辦法自己組裝。John Trump 知道後，非常幫忙。與趙忠堯分享加速器的設計，並且送了一台舊的加速器給他，讓他拆解研究內部細節。同時又提供建議購買哪些關鍵零組件。當時這些設備很多都受到出口管制，要想運到中國非常不容易。若無John Trump的指點和協助，根本不可能做到。1950年趙忠堯帶著這些零組件，突破層層關卡回到中國。他利用所學到的知識和所購買的零件，在1955年成功建造了中國第一台粒子加速器。

趙忠堯是非常優秀的物理學家，早年在Caltech 密之根門下獲得博士學位，是第一個發現正子蹤跡的人。他是中國核子物理研究的奠基者，可是當初如果沒有 John Trump 的幫忙，中國的核物理及後來的原子彈及核能技術發展很可能就沒有那麼順利。

二次大戰期間 John Trump被借調到著名的 Radiation lab (後來的Lincoln lab) 從事雷達的研發。後又被派往歐洲戰場，是艾森豪雷達戰的重要幕僚。戰候他獲頒美國總統和英國國王的最高榮譽獎章。

川普總統很喜歡用他這位叔叔來吹牛，說他叔叔是MIT任職最長的教授，核子物理專家，用此來證明他也有非常優秀的基因，並且從他叔叔那裡學到很多科學和核武的知識。

商人和政客畢竟和科學家很不一樣，如果 John Trump 今天還在，聽到川普總統常常信口開河講一些反科學的言論，非氣的跳腳不可。

這張照片是 John Trump 在MIT的高壓實驗室的留影

我們需要什麼樣的半導體實驗室？

 我們需要什麼樣的半導體實驗室？

最近清華大學半導體學院院長林本堅教授談到經費不足的問題，我可以感覺到他的無奈，但同時也感覺到學校的無力感。我曾做過交大三個半導體及奈米中心的主任，也在美國的研究中心和半導體初創公司工作過，我知道建一個半導體實驗室要多少錢， 要花多少心血。政府要各學校全力發展半導體，常常是有目標沒方法，有口號沒經費。他們看到台灣電子產業的成功，就認為學術界也可以依樣畫葫蘆。這完全是兩碼子事。

台積電新建的研發中心花了900億新台幣，在學校這是不可能的事，如果認為學術界也能做台積電那樣的研發，那是做夢。那麼我們該做什麼研究，需要什麼樣的實驗室？半導體實驗室可以有很多種，端看我們的目的是什麼。

先講一個我過去在建國家毫微米實驗室（NDL 和TSRI的前身）的故事。1988年，國科會要我負責興建這個實驗室，目標是世界最頂尖的半導體實驗室，必須要有Class10的潔淨室，國家出錢，一定要是世界第一流水準，不可以打折扣。

我組織了一個團隊，費了九牛二虎之力，選址，設計，發包，施工。說老實話它超出我的能力範圍，也超出學校的能力範圍。那時台灣的半導體產業才正要起步，沒什麼人有這方面的經驗，上面給我這個任務卻沒有任何幫手。在學校建這種實驗室，經費只是其中一個問題，最大的困難是專業人才不足。我是一個做半導體研究的教授，不是建築師，不是廠務，也不是水電工。學校沒有提供任何技術上的支援，但頂頭上司倒不少，會計室，營繕組，購運組，每個都要插一腳，再加上層層法規的限制，讓我忙得焦頭爛額。這個實驗室能夠完成並且使用至今可以說是一個奇蹟。

工程進行到一半的時候，有一次一個東京大學的教授 Sakaki 來訪，他與我的研究領域相仿是很好的朋友。我帶他參觀這個實驗室，他看了之後大為驚訝，說：這要花多少錢啊？我可不敢用這樣的實驗室。我寧可要一間小的，沒有管制，可以隨意進出的實驗室。他的想法其實跟我一樣，對我這種作比較基礎半導體研究的人，根本不需要如此 fancy的實驗室。

可是我不是為自己建實驗室，是建一個國家實驗室，好讓所有人都能用這裡的空間和設備做研究。這個實驗室還有一個功能，就是作為國家的櫥窗，是要展示給國人和國際看的。我們興建的時間和台積電成立的時間差不多，後來實驗室所訓練的學生不知道有多少進了科學園區，成為國家半導體人才的搖籃。所以就這個成果來看，這個實驗室是成功的。但這是一個國家實驗室，是大家共有的，不是一個學校可以獨立支撐的，也不表示所有半導體實驗室都應該這個樣子。。

現在幾乎所有主要大學都成立半導體學院，要大量培養半導體人才，我們到底需要幾個這樣的實驗室？我們已經有了一個國家實驗室，難道還要在每個學校重複嗎？

在政府眼中，這些實驗室要做台積電的後盾，他們心裡想的大概也是二奈米三奈米的元件。這是不切實際的想法。我們要做最尖端的半導體研究不需要二奈米三奈米，要訓練這方面的人才也不需要二奈米三奈米。我們常被台積電唬的團團轉，以為要做他們的那種研究才是最尖端的研究，這完全錯誤。台積電的成功有一半是錢堆出來的，學術界要做的是為他們提升另外一半的能力。那是不需要那麼多錢的。

我曾在矽谷一家新創公司待過，他們生產非常先進的半導體元件，但用的是最克難的設備和潔淨室。他們的儀器幾乎全是二手貨，但有最好的技師會修機器，會把老舊的設備自動化，他們可以用十分之一的價錢建一條生產線，潔淨室也很克難，比起我們交大的還差一截。這些都不妨礙他們做出最好的元件。

學校經費不夠，不妨也這樣做，不用買全新的設備，設法把舊設備翻新。我們要訓練學生做實驗，而不只會用儀器。我在五十多年前讀台大物理系，大三大四時我修了三門實驗課。鄭伯昆教授教我們電子學實騐，近代物理實驗，和近代物理實驗專題。在幾乎沒有經費支援下，他自己設計實驗，架設儀器，大四時我的實驗專題是用 Electron-positron annihilation量測金屬的 Ferni surface. 我們用的東西全是自己做的。我們用最克難的方法做前沿研究，而且在過程中學會怎麼做實驗和做研究。在這麼艱困環境下，我學到的讓我受益無窮。現在學校的實驗室裡，多半是新的儀器，不是自己做的，儀器壞了也不會修。很多學生只知道如何使用儀器，至於它的原理卻一竅不通。這種訓練是不夠的。

現在摩爾定律幾乎走到盡頭，在學校裡該做的不是在現有的半導體技術上再往前推進，那是台積電的事，不是學校該做的。我們要做的是，新的材料，新的元件 concept, 和奈米結構的物理。我們要教學生的是基礎的物理化學和材料科學，而不是學習使用那些自動化的設備。將來在半導體技術上要有所突破，一定要有堅實的物理基礎，特別是量子力學。這些都是學校該做也做得到的。

 半導體實驗需要使用許多化學藥品，有毒氣體，純水和氮氣，溫度和濕度的控制等等，這都不是一般小型實驗室可以提供的。這必須是一個由國家出資的共用實驗室，如果每個學校都要蓋一個現代化的實驗室，那是不可能的。不僅經費龐大，營運起來也沒有效率。像我前面所說的，建這種實驗室應該交給專業的團隊，而不是讓少數幾個教授來負責，教授不是萬能的，他們的工作是教學與研究，而不是蓋房子。

在新竹地區的TSRI就是一個現成的共用實驗室，其他學校就不必自己另建。這個共用實驗室必須要有彈性，能夠提供所有人的研究需要。他不需要像園區大公司那樣的生產設備和潔淨度要求。

至於各個學校，仍然可以有自己的實驗室，半導體研究不是只有製程，像材料分析，元件測試，半導體物理等等，都非常重要，而他們多半不需要潔淨室。這些多樣性個別化的實驗室，才是研究人員真正能發揮創意的地方。

對於學校裡的研究，錢不是萬能的。錢可以買到儀器設備，但買不到創意也訓練不出優秀的工程師。各學校的半導體學院，該做的是加強基礎訓練，做一些公司做不到的研究，他要提供給工業界的，不是先進的技術，而是新的觀念和有能力創新的人才。

1949年

 

這是民國38年初，從大陸家鄉寄給剛到台灣的父母的家書。這五封信分別來自常州老家的祖父，和蕪湖母親的姨父及她的姊妹。收件地址都是台灣虎尾的空軍基地。那是父母遷台後第一個落腳的地方，也是我出生的地方。

信都是毛筆字寫的，每一封信都提到我和我的哥哥。我剛在虎尾出生，哥哥比我大兩歲多一點，被留在大陸的家鄉。信中都會講到哥哥的近況及我這個新生兒的情形。寫信的人我通通沒有見過，我對他們的認識也就僅止於這幾封信。

哥哥與我相見已是三十多年後的事。父親再也沒有回到家鄉，也再也沒有看到這些親人。母親是在開放大陸探親之後，才得以重見親人。這幾封信是父母到台灣後數十年與大陸親人唯一的聯繫。

1949年大概是中國歷史上最悲慘的一年， 120萬軍民從大陸怱怱撤退到台灣。那麼多人在那麼短時間，搬到一個隔著海的島上，這是前所未有的事。更慘的是，從此兩方幾十年，再也沒有來往。

民國38年後半年，就再也收不到家鄉的信了，父母想念留在大陸的哥哥和家鄉的親人，但都因為漢賊不兩立，而隔絕了回鄉的路。這是何等殘酷的事，國共之爭，路線之爭，權利之爭，或者共產民主之爭，不管什麼理由都不應該讓無辜的百姓承受這種妻離子散，有家歸不得的痛苦。

歷史上不管什麼戰爭，饑荒，都不曾像1949年這樣隔絕了人們回鄉的路。這筆帳要怎麼算？人的親情是無價的，也是基本人權，它高於任何政治理想，和我們對國家社會的責任。沒有任何一個人任何一個政權，可以用任何理由剝奪人的這種權利。

在上位的掌權者啊，不管你有什麼意識形態和政治野心，當你在做重要決策的時候，請先想想老百姓的基本人權。歷史千萬不能重演。