電的旅程：探索人類駕馭電子的歷史過程

名人推薦：【名人推薦】
美國Incubic創投基金創始人Dr. Milton Chang（張茂德博士）
香港應用科技研究院行政總裁 張念坤博士
國立清華大學電機資訊學院院長 鄭克勇博士
台積電研究發展資深副總經理 蔣尚義博士
國立臺灣大學校長 李嗣涔博士
前美國Lattice半導體公司董事長兼總裁 Cyrus Tsui（徐英駿）
香港中文大學工學院院長 汪正平博士──聯合推薦

大凱與我在史丹福大學研究所曾有三年在同一個指導教授下作研究，他對科技很有熱情也有自己獨到的觀察。這是一本他藉由人物與故事，寫下的電子歷史之旅，無論你有無技術背景，相...

開場白 心靈蛙鏡
──在彎曲時空中自由來去


請想像在一個晴朗但有風的日子，你駕船在海上航行。水面波濤起伏，蔚藍一片，反映並加深了天空的色彩。突然間天氣驟變，風一下子停了，天空卻飄滿了白雲，海面則變得光滑如鏡。海水由藍轉綠，由綠轉趨透明，讓你能瞥見一團珊瑚礁，以及一個色彩繽紛的海底新世界。如果你潛到海中，想要貼近欣賞一番，你將發覺在空氣中原本2.0的視力，在海底只能看到模糊一片。但若有人遞給你一副蛙鏡，那麼下一瞬間，海底世界將變得清晰無比，甚至比你剛才從海面往下望見的更加美麗。
再請你想像，在一個晴朗而沒有月亮的夜晚，你走到沙漠中央，遠離城市的燈火。在一個純黑的背景上，恆星、行星、星雲、星座、銀河競相出現，令你看得眼花撩亂。藉著一具望遠鏡，你將能看到更多的奇觀異景︰寶相莊嚴的螺旋星系、遠古超新星爆炸所形成的球狀光芒與色彩。
從第一座電波望遠鏡所發現的「宇宙天電」中，愈來愈精良的天文儀器將脈衝星、似星體，以及無處不在的宇宙微波背景輻射的影像呈現我們眼前。然而，在宇宙的浩瀚汪洋中，那些都只是表面的景象。倘若沒有必需的設備、一副讓想像力超越自然邊界的心靈蛙鏡，我們就無法見到深藏在宇宙之洋海底、視野範圍以外的事物，也見不到為所有這些現象提供基層架構的基石。
本書的目的便是要提供這樣一副心靈蛙鏡，好讓讀者能在陌生的彎曲時空中自由來去。我們不能指望一下子就跳進那個世界，但只要有一點耐心與毅力，再加上正確的工具，就會為我們帶來豐碩的報酬，讓我們得見嶄新的、意料之外的風景。
此外，本書更是對人類想像力的一份禮讚。由於具有這項能力，人類才得以從事心靈的躍進。想像力若不存在，外界對我們感官的衝擊將大多是紛擾的噪音。數學的想像力與數學的意象密不可分，而這兩者使我們得見隱藏在表面下的絕妙結構。

開場白 心靈蛙鏡
──在彎曲時空中自由來去


請想像在一個晴朗但有風的日子，你駕船在海上航行。水面波濤起伏，蔚藍一片，反映並加深了天空的色彩。突然間天氣驟變，風一下子停了，天空卻飄滿了白雲，海面則變得光滑如鏡。海水由藍轉綠，由綠轉趨透明，讓你能瞥見一團珊瑚礁，以及一個色彩繽紛的海底新世界。如果你潛到海中，想要貼近欣賞一番，你將發覺在空氣中原本2.0的視力，在海底只能看到模糊一片。但若有人遞給你一副蛙鏡，那麼下一瞬間，海底世界將變得清晰無比，甚至比你剛才從海面往下望見的更加美麗。
再請你想像，在一個晴朗...

推薦序：電磁科技發展的「資治通鑑」

張大凱是我的師兄，我們同樣在史丹福大學電機系皮爾森教授指導下獲得博士學位，他1974年畢業，我1977年進入皮爾森教授門下，所以念書的3年中並沒有見過師兄，但是他的博士論文是我做研究時研讀最仔細、最詳盡，依賴最深的參考資料，讀的時候有種「過癮」、「豁然而通」的暢快，甚至1982年我回到台大電機系任教時，也把它帶回台灣。我一直好奇，師兄為什麼寫得出那麼有深度的論文？30多年後的今天，讀到他的新書以後（我在2010年畢業30年後才第一次見到大凱）我終於知道了原因，原來他在1960年代末、1970年代初期曾在快捷半導體公司（美國矽谷的催生者）工作過三年，熟悉半導體所有的最新技術及理論，引用到他的論文所致。這次讀他的新書，那種「過癮」、「豁然而通」的感覺又再度回來了。

大凱寫的人類駕馭電子的歷史過程，氣勢磅礡橫跨200年，他與一般寫科學史的書著重於描述單一發明家及單一新科技發現的過程不同，他特別融會貫通所有電磁新科技的成功歷程，著重描述從新發明到產業化成功，進而造福社會，改變社會文明的關鍵歷程。尤其著重管理者的因素。因此使我們了解到一個足以改變文明的科技發明，要能真正成功上市，為世人所用，專利的獲得，有眼光的投資者，加上能力傑出的管理者，都是不可或缺的因素。不管是電力系統、電報、電話、電腦、真空電子、電晶體、積體電路等都是如此，除了創新的技術外，天時、地利、人和都扮演重要角色。通常一個極端聰明的發明者，往往受限於個人的自負與人和不佳，而無法把自己的發明成功的產業化，而需要靠另外一群精明的管理者來完成，這些故事對擁有技術、有志創業者，具有很大的啟發作用。

大凱對電晶體發明人蕭克萊的描述深得我心，他在1971到1972年修蕭克萊教授的課，印象裡蕭克萊「和善客氣，一點也沒有架子」，看著這位微微駝背、帶著金絲邊眼鏡、面帶微笑，好像與世無爭的長者，很難和歷史上的蕭克萊連起來。我1976年到史丹福大學讀博士時，蕭克萊已經退休，偶然會來他的辦公室，我有一次在走廊碰到他，遠遠走過來，一個矮矮的、慈祥的老人，卻是一個半導體的巨人。有為者亦若是的豪情油然而生。由於大凱親身經歷過固態電子的發展有40年的經驗，因此有很多美國電子公司分合第一手的資料，很值得參考。

我讀這本書的時候，愈來愈感覺像是在讀電磁科技發展的「資治通鑑」，每個主題以人為主軸，按年代記錄科技發展進度，充滿了人文精神，是想了解近代電磁文明歷史的最佳讀物。
(本文作者：國立臺灣大學校長 李嗣涔)

推薦序：電磁科技發展的「資治通鑑」

張大凱是我的師兄，我們同樣在史丹福大學電機系皮爾森教授指導下獲得博士學位，他1974年畢業，我1977年進入皮爾森教授門下，所以念書的3年中並沒有見過師兄，但是他的博士論文是我做研究時研讀最仔細、最詳盡，依賴最深的參考資料，讀的時候有種「過癮」、「豁然而通」的暢快，甚至1982年我回到台大電機系任教時，也把它帶回台灣。我一直好奇，師兄為什麼寫得出那麼有深度的論文？30多年後的今天，讀到他的新書以後（我在2010年畢業30年後才第一次見到大凱）我終於知道了原因，原來他在1960年代末、...

我們生活在資訊時代，電子技術對日常生活的影響無所不在，現代人雖然享受著電子技術帶來的各種便利與品質的提升，但絕大多數人對電子的歷史所知不多，知道的也只是幾個「點」，如愛迪生發明電燈、貝爾發明電話等。其實電子發展的過程相當戲劇化，令人深思，即使完全沒有技術背景的人也值得一讀。對電子工業有興趣或與電子工業有切身關係的人，電子發展史更是重要。在歷史上發生過的很多事情，到今天仍值得借鏡。知道了電子歷史，學習過程中會更有歷史觀，工作上也更會有歷史使命感。

我自己是學電子的，一直對電子技術的發展及應用很有興趣。在早期矽谷成長階段自己也有過親身經歷，接觸過不少近代電子工業發展過程中的重要人物，所以對這段歷史特別有感覺。十多年來看了不少關於電子歷史的書，近年有了網際網路，資訊更是豐富。絕大多數這方面的書都是傳記式的，作者用詳細的資料介紹一個發明家和有關發明的過程，都很有價值。不過在發明成功後，書也就結束了，很少繼續探討發明對市場的形成及社會的衝擊，更沒有展現歷史的連續性。這些書看得多了，有時字裡行間可以覺察到很多表面看來似不相連的發明，其實背面是有密切關係的。從這個角度去觀察電子技術發展過程，富有價值，也別饒韻味。由此可以更清晰的看到重要發明的前因後果。很多一直不懂或沒有想到過的事情，常會因此而恍然大悟。於是我心中存了一個念頭，想把電子歷史上的故事融會貫通起來，加以解讀，再把這些想法與大家分享。

多年來雖有寫書的心，但工作繁忙，沒有機會，只好空閒時繼續看相關的書，廣集資料，努力思考，當作嗜好。兩年前退休後，屬於自己的時間多了，有心開始寫書，想把電子的歷史從古希臘一直寫到現在。等到把大綱整理好後，心中不由得又猶豫起來，因為內容的面太廣，敘述的時間軸又長，再加上人物眾多、關係複雜。我的目標是寫一本可讀性強又可普及的書，所以篇幅有限，自己不能確定能否寫得好。不過我九十五歲高齡的父親不斷鼓勵，認為這些知識和深度的想法對很多人會有價值，尤其是今日中國的年輕人，所以最後決定盡力一試。宗旨是把持著歷史的大方向，著墨於重大發明的來龍去脈與影響，包括對主要人物的描寫。嘗試把很多大家已經知道的「點」，合乎邏輯的連成「線」及「面」。書中還選用了很多珍貴的歷史照片，圖文並茂，使讀者對重要人物與技術有更深刻的感受。在選擇及解讀資料時，主觀因素及疏漏難於避免，但內容上力求準確、平衡。衷心希望讀者看後會有所收穫，也有所啟發。

張大凱，2010年12月於加州千橡城

我們生活在資訊時代，電子技術對日常生活的影響無所不在，現代人雖然享受著電子技術帶來的各種便利與品質的提升，但絕大多數人對電子的歷史所知不多，知道的也只是幾個「點」，如愛迪生發明電燈、貝爾發明電話等。其實電子發展的過程相當戲劇化，令人深思，即使完全沒有技術背景的人也值得一讀。對電子工業有興趣或與電子工業有切身關係的人，電子發展史更是重要。在歷史上發生過的很多事情，到今天仍值得借鏡。知道了電子歷史，學習過程中會更有歷史觀，工作上也更會有歷史使命感。

我自己是學電子的，一直對電子技術的發展及應用很有...

推薦序　電磁科技發展的「資治通鑑」　◎李嗣涔
自序
引子

第一部：電磁時代

第1章 電磁科學基礎
旅程的起點 / 科學方法 / 魔術般的靜電 / 電源的突破 / 電磁本一家 / 一代宗師法拉第 / 絕世奇才馬克士威

第2章 電報
電流傳播訊息 / 消除時空間隔 / 智慧財產權紛爭 / 數位型技術 / 市場成長與影響

第3章 電話
聲音從電線上傳來 / 電話創業與泰特．費爾 / 專利權世紀之戰 / 類比型技術與音樂留聲

第4章 無線電報
赫茲的傑作 / 馬可尼與無線通訊 / 飛越大西洋

第5章 電燈與電氣化
照明系統工程 / 發電機與馬達 / 電流之戰 / 電氣化新氣象 / 愛迪生、特斯拉與西門子 / 電磁一百年

第二部：真空電子

第6章 電子真面目
陰極射線 / 湯姆森與電子 / 穿透性的X光

第7章 控制電子的基本工具
愛迪生效應 / 神奇的第三極 / 三極管與長途電話

第8章 收音機
1904年聖誕夜 / 收音機核心技術 / RCA與沙諾夫 / 阿姆斯壯的悲劇

第9章 電視機
技術挑戰 / 鄉下青年與白俄移民 / 視頻從空中傳來

第10章 雷達
千里眼 / 最珍貴的行李 / 精確的導航定位 / 微波世界

第11章 電腦
計算機 / 電子巨無霸 / 現代電腦的框架

第三部：固態電子

第12章 貝爾實驗室與半導體
凱利的先見 / 變化莫測的半導體

第13章 電晶體的誕生
三極體概念 / 奇特的p-n接面 / 電晶體技術的突破 / 蕭克萊最後的微笑

第14章 電子工業起步
分享技術 / 矽晶登台 / 初試啼聲 / 日本先驅

第15章 晶片與矽谷
蕭克萊與八叛徒 / 平面製程與晶片 / 快捷與矽谷現象

第16章 晶片技術的飛躍
摩爾定律 / 晶片記憶體 / 晶片上的電腦 / 琳琅滿目的應用

第17章 電子產業的變遷
亞洲來的競爭者 / 晶片設計電腦化 / 台灣與晶圓代工 / 諾宜斯、摩爾與葛洛夫

第18章 光電及液晶技術
發光的半導體 / 半導體雷射 / 光纖通訊 / 液晶顯像

第19章 資訊時代與發展前景
資訊革命 / 電子產品的模組化 / 展望未來

結語
附錄A 人物姓名中英對照及生平
附錄B 專有名詞中英對照
附錄C 參考資料

推薦序　電磁科技發展的「資治通鑑」　◎李嗣涔
自序
引子

第一部：電磁時代

第1章 電磁科學基礎
旅程的起點 / 科學方法 / 魔術般的靜電 / 電源的突破 / 電磁本一家 / 一代宗師法拉第 / 絕世奇才馬克士威

第2章 電報
電流傳播訊息 / 消除時空間隔 / 智慧財產權紛爭 / 數位型技術 / 市場成長與影響

第3章 電話
聲音從電線上傳來 / 電話創業與泰特．費爾 / 專利權世紀之戰 / 類比型技術與音樂留聲

第4章 無線電報
赫茲的傑作 / 馬可尼與無線通訊 / 飛越大西洋

第5章 電燈與電氣化
照明系統工程 / 發電機與馬達 / 電...