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電的旅程:探索人類駕馭電子的歷史過程

  • 定價:320
  • 優惠價:79253
  • 優惠期限:2014年12月31日止
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內容簡介

  台灣是電子產業王國,但說到電子產業發展的故事,大家可能都不是那麼熟悉。這本書要帶你走過整趟旅程,讓你認識人類史上充滿了戲劇化的電子變遷,其中有偉大的科學家、工程師,有傑出的企業家,也有唯利是圖的銀行家。

作者簡介

張大凱

  生於上海,在香港中學畢業後赴美,在普度大學取得電機學士,後又從史丹福大學獲電機碩士及博士。

  從1969至1972年在矽谷的快捷半導體研究所半工半讀,後到羅克威爾公司科學中心擔任研究員,專研紅外顯像技術。

  1997年升任科學中心主管兼羅克威爾國際公司科研副總裁,負責管理在航天、電子、軟體等各方面的科技創新及技術轉移。在1999年領導將科學中心轉型為自負盈虧的獨立高科技公司,任執行長多年,在2006年功成身退。

  退休後參加加州大學洛杉磯分校,創立了Institute for Technology Advancement,宗旨是促進加州大學在多方面研究成果的有效應用及轉移。嗜好是發掘並幫助發展高潛質的新技術以面對市場;另一嗜好是研讀電子技術的發展歷史,從中吸取經驗。

 

目錄

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 國立臺灣大學校長

  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。

自序

  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

 

詳細資料

  • ISBN:9789862167069
  • 規格:平裝 / 253頁 / 17 x 23 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

書籍延伸內容

天下文化全書系展

 

內容連載

引子
「唧、唧、唧……」熟悉的蟋蟀聲把我從睡夢中吵醒。這不是真的蟋蟀在叫,而是我iPhone的鈴聲,用來做鬧鐘。看看螢幕上才是早晨六點多,天已朦朦亮。按了一下iPhone上的鍵紐,看一下今天的天氣預報。再按了一下螢幕上的日曆,今天一天的工作日程及會議已一目瞭然。到此時人雖還在床上,但精神已完全醒來。紐約股市剛開市,我習慣性的再按一下螢幕,看到股市大漲,精神為之一振。起身走入浴室,開了燈,用電動刮鬍刀剃去鬍子,再用電動牙刷仔細清洗了牙齒。走入廚房,從電冰箱裡拿了一瓶豆漿放入微波爐,拿了兩塊麵包放入電烤爐,再從電保溫壺中用熱水沖了一杯咖啡。兩分鐘後,已舒服的坐在餐桌上享用簡單的早餐了。順手用遙控器打開了液晶大電視,選擇了熟悉的新聞頻道。一面吃早餐、一面看著發生在世界上各個角落的大事。播廣告的時候,順手在iPhone上看了一下隔夜進來的電子郵件。再在iPhone上看了一下地圖,主要是查看路上交通狀況。看到有兩段高速公路塞車嚴重,看樣子今天要繞走海濱公路了。

把手提電腦放入公事包,預備上班去。走入車房,按了一下牆上鍵紐,電動馬達將車房大門徐徐打開。坐上車子發動了引擎,冷氣撲面而來,頭腦更是清醒。收音機傳來新聞廣播員的聲音,忽然對新聞有一些排拒感。一按鍵紐選擇了一個古典音樂頻道,優雅的提琴聲掃除了一切煩躁,心平氣和的來迎接一天新的挑戰。剛駕車上路,iPhone的鈴聲就響了,掀了一下控制「藍牙」的樞紐,手不離開方向盤就可講電話。原來是祕書打來的,提醒我今天下午有一個重要客人要來,其實我從iPhone的日曆上早已知道。車子開到海濱公路,真如所料完全沒有塞車。踏上油門,車子在多枚電腦晶片控制下,風馳電掣的在路上平穩開著,看著蔚藍的海,聽著悅耳的音樂,想想人類真不簡單,怎麼能有如此的智慧,可以創造出這麼多不可思議的技術,來改善自己的生活!

讀者不妨數一數,從早上起床到上班這段時間,我已直接用了二十多種不同的電子功能,從行動電話到網際網路,從電燈到冷氣,從微波爐到全球定位衛星。億兆個微小的電子在像大城市街道圖一般複雜的微型晶片上不停奔跑,在我們的控制下永不疲勞的提供服務,而電子的搭檔電磁波,則在空中到處飛翔,用光的速度幫我們傳遞著各種訊息。電子及電磁波都是看不見、摸不著的東西,既神祕又抽象。

人到底是怎樣學會駕馭電子的呢?這趟旅程人類是怎樣走過來的?
今天大家享受著電子技術為我們帶來的各種好處,令我們的工作效率大幅提高,生活更方便,也更多姿多采。大家可以想像一下,如果全世界的發電機都永久停頓下來,電池也都用盡,我們的生活將會變成怎樣?到時燈都熄滅,所有馬達都停止轉動,車子無法啟動,水龍頭沒有水出來,電視、電腦、手機和網際網路均失效。從歷史角度來看,最可能的答案就是時光快速倒退兩百年,人類的生活會倒退回十九世紀初期去了!

講起歷史,我們大多讀過世界史,對中國歷史更是如數家珍。可是電子發展的歷史,相信極大多數人知之甚少。大家只知道愛迪生發明電燈、貝爾發明電話等故事,但對整個歷史過程所知只是一鱗半爪,沒有連貫性。

其實電子的發展史上充滿了戲劇化的變遷,其間雖然沒有帝王將相,但有偉大的科學家、工程師;有傑出的企業家,也有目光卓越的投資者。在新技術產生過程中,有時是當事人多年苦苦耕耘的收穫,也有時是靈感出現時,天上掉下來的神來之筆。這本書主要是把歷史故事聯貫起來,用現代人的眼光來解讀重要發明的前因後果,著墨於主要人物的個性與貢獻,並探討這些發明對人類生活長遠的影響,抓著重點,深入淺出,力求精簡。

在書中讀者可以瞭解到電磁的科學基礎是怎樣建立的?電話、電腦、雷達、電視等應用又是怎樣發展起來的?著名的發明家如愛迪生、貝爾、蕭克萊,他們到底有什麼具體的貢獻?事實真相又是如何?矽谷是怎樣開始的?著名的電子企業像AT&T、西門子、GE、英特爾、Sony及台積電等,又是怎樣創業的?所有這些答案在電子歷史上都有著千絲萬縷的關連。這些事蹟還傳達了很多寶貴的經驗,值得我們借鑑。

本書的結構是根據歷史時間來安排的,因為發明的過程隨著時間而演進。我把電子科技的發展分成三個時期:電磁時代(electro-magnetism)、真空電子時代(vacuum electronics)、以及現在的固態電子時代(solid state electronics)。在科學技術發展的同時,是各種應用和產品的誕生;有時應用技術還走在科學研究的前面。幾百年的歷史,就是科學、技術、應用、產品互相衝擊所形成的,而在這些成就的背後,是數不清的聰敏才智之士和他們的努力。
 

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