科技．人文聯合講座／探究精密工業的奧秘

人类的科学进步，都是因为伟大的科学家们对大自然的奥秘有好奇心，的确我们的大自然是很神秘的。天为什么是蓝色？地球上为什么会有四季？地球为什么以椭圆形的轨迹绕着太阳转？为何挤牛奶的人不会得到天花？青蛙死去以后，为什么有时候腿还会动？我们应该感谢这些科学家喜欢探讨大自然的奥秘，进而推动科学的进展。

大自然有其奥秘，其实工业界也有些非常神秘之处。我们现在的工业已经进入精密工业，有些设备的精密度实在是令人瞠目结舌。我们常常谈到奈米级的半导体工业，一奈米等于十亿分之一公尺，如果我们画两条线，两条线之间的距离是五奈米，各位想想看，这有多大的困难。很多精密设备中都有移动的零组件，这些移动的零组件到达某一地点以后就要停下来，我们可以想见这就是所谓的定位问题。停的位置总有一些误差，但是非常精密的设备，这种误差也是奈米级的。各位开车或者骑脚踏车都知道如何使用刹车机制，其实我们很难定点刹车，而且误差还要非常小，可是那些精密设备是做到了。

再举一些例子，假设马达在旋转，我们很容易知道它转了几圈；如果马达在转动中，我们要问它转了多大的角度？大家都知道，马达转一圈一共转了三六○度，转半圈是一八○度。对一般人来说，如果我们要知道马达现在转了多少度，应该是不容易的；可是最精密的光编码可以测出马达转了八十万分之一度，这应该使大家感到非常神秘。

现在大家都知道无线通讯，我们暂且不讨论手机的无线通讯，对大众来说，收音机就已经够神秘了。我们知道有一个电台在发射电波，可是我们完全看不到那个电波。而且我们也不妨问问，为何每一个电台有一个特定的频率，这究竟怎么一回事？我记得当初念大学时，一位长辈问我这个问题，我当时不能回答，很丢脸也！

我在此建议教育界，除了鼓励学生探讨大自然的奥秘以外，也鼓励学生探究精密工业的奥秘。要做到这一点，大学教授必须走出象牙塔，向工业界多多请益。很多电机系或机械系学生都读过控制学，精确的定位当然和控制有关。工业界的控制系统是相当复杂的，虽然非常复杂，也是可以解释清楚的；如果学生知道工业界使用的控制系统，一定会对工业技术更有兴趣。

我们希望我国的工业产品更加精密，要做到这一点，我们的工程师不仅要有很扎实的基本学问，也要设法探究精密工业的奥秘。当年科学家们对大自然奥秘的好奇心，促进了科学的发展，如果我国的青年学子喜欢探究精密工业的奥秘，一定可以提升我国的工业水准。（作者为清华大学荣誉教授、博幼社会福利基金会荣誉董事长）