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校友專訪

臺灣奈米先驅-清華大學校長陳力俊院士專訪
文/林秀美
照片提供/陳力俊

材料科學家陳力俊院士於今年接掌清華大學。

  1964年,從新竹中學畢業,以全校第一名獲保送臺大物理系;其實對化學最感興趣,卻仍將物理填在第一志願,他坦承多少受當年物理風潮所影響。

在臺大養成自學習慣
  進臺大的第一個震撼是瞭解到何謂天外有天、人外有人。「高中時我是全校第一名,認為自己很聰明,來臺大後發現更多聰明人,這讓我不自滿,也領悟到不能依恃天分,要靠努力,這對我的成長相當重要」。

在臺大舊物理館前(1967)。

  雖說是第一學府,但當時的學習環境是現在難以想像的,只有一位老師具博士學位(即從臺北帝國大學留任的德籍教授克洛爾先生)。師資不足,資訊有限,許多時候得靠自修,也因此養成自學的習慣,終生受用,當然也念了許多「閒書」,譬如數學,「花100分念,只有30分派上用場」,他說多念沒什麼不好,如果能有老師指導,學習會更有效率。
  養成自學的習慣與謙卑的態度,是他在臺大的兩大收穫。
  也就是太專心本科,只慕名旁聽過中文系葉家瑩老師的課,如果重頭再來,有些物理系的課他會考慮翹課,只怪當時太習慣當個好學生!可想而知,他也沒參加過社團,自嘲是典型的書呆子,現在則極力鼓吹學生多接觸、多嘗試,出國更好。他那一班出國率幾乎百分百。出國可以開闊視野,是寶貴的學習經驗,甚至完全改變生涯方向,他就是個例子。
  當年由於資訊不發達,學生對未來方向缺乏掌握,以致學長們競相投入快過時的高能物理,最後大部分人被迫轉行。少數同學因有兄長先行留美而能得知較新訊息,如早他幾年當選院士的葉公杼博士,大學時就在念生物方面的書,畢業後赴美鑽研生物物理有成。

到美國轉攻材料科學
  除了師資闕如,早期實驗設備也缺得很,老舊儀器精準度差,量測結果與預測值差很大,讓學生挫折不已,也是導致大部分人走向理論物理的原因之一。相較於學長們誤入高能物理的死角,陳力俊的際遇可謂幸運,到美國念書之初即轉換至材料科學;轉機在於兩位指導教授,一為固態物理專家,一位任教於材料系。在柏克萊加大,透過高倍數電子顯微鏡,第一次窺見放大了數十萬倍的矽晶結構,讓他從此墜入如萬花筒般絢麗的材料世界。

在紐約市與物理系同學合照(1970) 在加大柏克萊實驗室,首次從高倍數電子顯微鏡窺見材料世界的奧妙(1974)

  世界第一個材料系成立於1960年,最初重心在冶金學,其後材料多元化、跨領域的特性被發現,開始與其他學門產生聯結,到了1970年代,冶金學與固態物理的組合成為材料科學的主體。雖然是到了美國才認識這門科學,不過專攻固態物理的他,在對冶金學的經典理論加以瞭解後,很快就進入堂奧,對於有這樣的轉變說來也蠻自然。
  材料科學應用性強,多被歸在工學院,與基礎科學解決問題的方式不同,加上他缺少動手做的經驗,不免有所謂文化衝擊,幸好理論基礎夠扎實,倒也適應得快又好,從此在材料科學界悠遊數十載。
  「不要擠熱門」,現在他一有機會就向同學提出如是忠告。「不要淨挑當紅炸子雞,因為你進去後就不熱門了」,他以高能物理為鑑,搶熱門的多,成就的少,反而是投入當時冷門的生物物理、固態物理、材料科學、乃至計算機科學(姚期智院士)的人,都成為該領域的世界翹楚。「大學還在摸索階段,不必執著於某一領域」,他強調,科技發展瞬息萬變,4年變動性很大,打好學理基礎最重要。

博士論文指導教授引領他進入材料科學堂奧(1979)

回臺灣成就半導體權威
  1974年取得物理學博士後,進入洛杉磯加州大學材料系擔任研究員,1977年回臺,獲聘清華大學材料工程學系副教授,1979年升任教授迄今。回臺之初鑽研金屬材料後轉往半導體材料,如矽化物生成與應用、積體電路金屬薄膜材料等,與臺灣業界包括中鋼、台鋁、台積電等建立絕佳的產學合作默契。
  當時臺灣電子業竄升迅速,題材不缺,所以他的研究始終走在前沿,20年來如魚得水。他說這在歐美不常見,尤其材料科學偏應用,更須熱門領域才爭取得到經費,臺灣因有國科會長期支持,只要具前瞻性,研究不必跟風;對於許多人抱怨臺灣研究環境差、經費少,他表示應該是沒掌握到利基所致。

與歷屆指導學生在研究室歡聚(2006) 在清大服務逾30年。圖為與訪客及學生合照(2005)

  但為何在累積了20年成果後轉向奈米材料?他坦言一開始很掙扎,因為「在原有領域對手都不見了,我當然是領先的,我過得很快活,如果換到另一個領域做新兵,又要辛苦向前追趕,當然很躊躇。」促成他決定轉換跑道的是學長何志明院士,他告訴陳力俊:「『研究要有未來性,傳承也很重要,你培養的學生要能對未來學術研究和民生應用有所貢獻。』後來各大學材料系競相發展奈米材料領域,我的學生陸續進入臺大、交大、央大、興大、成大等校服務,表現都很不錯。如果我停留在舊領域,他們不會有那麼好的機會;從這個角度來看,這樣的轉變是健康的。」
  近年,他專注於低維奈米材料的結構、合成與應用研究,包括:一維半導體奈米結構成長與應用、低維奈米材料原子尺度結構及動力學研究、矽晶及矽鍺合金奈米結構及其光電特性、奈米線的發光特性等研究,成果卓越,2006年當選中央研究院院士,早在1998年即獲亞洲太平洋先進材料學術院院士桂冠、2009年再膺任發展中世界科學院院士,獲獎無數,有美國礦冶與材料學會Hume-Rothery獎(2008)、美國電化學學會「電子與光子學門」獎等,幾乎同時主持國內材料科技聯合會(創會會長1998-1999)及材料科學學會(理事長1995-1999)、顯微鏡學會(理事長1999-2001)、國際材料研究學會聯合會(第二副會長1999-2001),1992至2003年主編國際期刊Materials Chemistry and Physics達11年。在材料科學領域,他不只是先驅、更長期深耕,深獲國內外學界及業界敬重。
  回顧個人在奈米材料的研究歷程,他謙稱自己很幸運,回國後適逢電子業蓬勃發展,得以獲得重大投資支持,也都能對臺灣產業發揮效應。當然研究不會總是一帆風順,在遇到瓶頸時,他的作法是轉個彎或尋求國際合作,尤其後者有互補之效,他也強調教學相長,到清大所開授的頭兩門課「固態物理」和「X光與電子顯微鏡」,對他的研究就至關重要。

在清大引領材科居冠
  清大在1972年成立材料系,是臺灣第一個材料系,之得以拔得頭籌,係清大校務諮詢委員、時任美國康乃爾大學工學院院長的遠見,從時間點來看,臺灣起步不算晚,不過師資是問題。1980年代,臺灣經濟起飛加上電子業興盛,大大刺激材料科學發展,到後期,一個教職已有2、3百人提出申請。清大材料系在成立同時設置碩士班,1981年增設博士班,1985年第一批博士投入職場,1997年增加大學部第二班。「過去廠商用人要看成績,現在不論學士、碩博士通吃,清大畢業成了就業保障,而且擴大至12所大學的材料系,可見人才之供不應求」。
  陳校長表示,據3年前統計,臺灣現有大學與材料相關系所多達52個,已躍為熱門科系。至於臺灣在材料科學領域所挹注的研究資源,曾任國科會副主委(2008-2010)的他表示,個人研究被歸類在工程處的微電子工程項下,其他如高分子、金屬陶瓷等項下也都有相關計畫,可見材料科學之枝繁葉茂,而各大學材料系系名多為「材料科學與工程」,表示材料學可基礎、可應用,其跨領域特性廣泛伸入電子、資訊、通訊、航太、機械及光電產業,而有「工業之母」之稱。
  看來材料科學發展榮景無限,不過,初回國在清大任教的待遇只有在美博士後研究的1/4。臺灣的大學教師待遇較低一直為人詬病,尤其近幾年更被視為影響大學邁頂的“桎梏”之一,而他回國是為了照顧年邁的姨媽,對薪水多寡不以為意,甚至覺得臺灣有薪水迷思:「有一回,我和香港中文大學的校長交換意見,發現兩校總經費、師生比差不多,差別在於他們將7成經費用在人事,我們只有2成,而將那5成用來買設備,所以我們的研究比人強。從絕對數字來看,我們的教授待遇差,不過相對地,臺灣的生活花費也比香港低許多。當然現在的薪資還有調整空間,現已確定實施的彈性薪資方案,對表現傑出的教授給予較高待遇,是比較合理的作法」。

任校長打造一流清華
  受到同仁支持,2010年2月出任清大校長,他提出打造清華為一流大學的四大願景:人文薈萃的學術殿堂、博雅與專業人才的培育場域、創新科技的發展重鎮,以及多元進步社會的推動基地,上任首要為推動與新竹教育大學的合校。他認為一流大學應廣納各種不同領域,相互激盪新意,清大過去側重理工,1984年成立人社院,其後相繼成立生命科學院、科技管理學院,現有七學院一共教會,30%教師在人文社會科技管理及通識教育,未來擬增設藝術學院、教育學院,力求領域更完整、更多元。就規模來看,清大現有教師員額不到700人(臺大3倍於此),合校可增加至一千人,他重申,兩校過去發展重點不同,合校之初陣痛難免,然長遠來看絕對是雙贏。

引領清大均衡發展,是他接任清大校長的理念之一。圖為與榮獲清華書卷獎學生合照(2010)

  其次,清大位於新竹科學園區,是臺灣高科技研究機構聚落所在,產值逾兩兆,占地利之便,故地方一直有營造大新竹文化科學城的構想,惟未具體落實。倒是教育部「五年五百億」對清大在基礎建設、研究發展及教學品質已發揮提升效果。在基礎建設方面,如共同管溝工程、兩棟學生宿舍已完成,學習資源館、國際會議廳、教學大樓將完工,學人宿舍即將動工,陸續還有生科三館、綠能館、學生宿舍、育成中心要進行,人社二館、博物館、共同實驗室在規劃當中,網路和電力輸送也要更新;以上新建校舍或整修工程,不但能有效疏解校園空間不足(現有館舍約占地6萬坪,將完工新建築逾2萬坪),還可進一步落實「新能源綠色校園」的理想。
  因應第二期「五年五百億」改以研究中心為主,清大將以能源、奈米、生醫、資通等強項爭取,他預期競爭會很激烈,因此致力於整合研究資源,部分透過臺灣聯合大學系統提案,創造更多利基。

清大近年特別加強人文社會領域之發展。圖為邀請國際化與語言學大師Noam Chomsky演講(2010) 關懷社會及環保議題,不自限於象牙塔。圖為參加根與芽日活動,與生態保育學家Jane Goodall合影(2010)

  在教學品質方面,隨著教室設備更新、教學助理增設已獲得大幅改善。兩年前更仿效歐美推出「清華住宿學院」,保障大一大二住宿,有專任導師與學生共同生活,期透過提供引導性課外活動,加強學生對社區的服務、公共議題如環保的參與,充實其校園生活,「我常講我念大學時是書呆子,可是我不希望學生是書呆子」。基於成效顯著,已決定擴大實施,進一步成立厚德書院、載物書院等;不僅發揚清大的書院特色,也為學子營造更優良的學習環境。
  對於近來輿論各種排名,尤其在2010年泰晤士報排名首度超越臺大,陳校長四兩撥千斤,強調評比有助自我策勵。清大規模小,但教師教研表現是兩岸三地最優,他以2009年泰晤士報調查指出,教師人數低於千人的大學,清大排名第37;如果與700人規模的大學比較,排名更超前至第11。「清大有實力進入世界頂尖」,為此,他要更積極延攬國外優秀人才至清大任教。
  今年,東和鋼鐵公司董事長侯貞雄捐款2億元成立「侯金堆講座」,未來可「每年至少聘兩名國際級教授」,對提升清大國際競爭力,可謂及時雨。

結語:引領清大均衡發展
  清大人傑地靈,陳校長肯定5萬校友向心力強,如日前核工系李偉德校友捐款1.5億元興建綠色低碳教研大樓。對於李校友非百億巨富,願意將財產蠻大一部分捐出,其對清大愛護之情切,令他深受感動,也更激勵他戮力推動各項校務。清華具有悠久的歷史傳統,在臺灣復校後以理工見長,值此關鍵轉型期,他自期營造更好的研究環境,讓師生“安居樂業”,引領清大走向領域均衡發展;這是他4年校長任內唯一的目標。
  一般人會用20年來緬懷前20年的豐功偉業,陳力俊卻回到原點,重新出發,用奈米材料創造人生第二個黃金20年,事實也證明,成就更勝於前。他有強烈的自我驅策動力:「在一個快速發展的領域比較容易發揮潛力,因為競爭很激烈,競爭也是一種刺激。有100多年歷史的金屬材料相對變動少,半導體約一、兩年會有改變,奈米材料周期更短,一、兩個月就發生變化;我從金屬、半導體到奈米材料,節奏一個比一個快,成果也一個比一個好。」所謂遇強則強,這是臺大人共通的特性。
  為了應付7-11長時間的實驗室工作,陳力俊校長養成慢跑的習慣,在UCLA擔任博士後研究員時,經常與美國大學籃球教練John Wooden在跑道上擦身而過。陳力俊校長常以這位傳奇人物的座右銘“Make each day a masterpiece.”來勛勉學生:讓每一天都成為人生的傑作。他也身體力行,不僅成為奈米材料世界的大師,更是引導學生走在前沿的教育家。

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