隨想 物理

異質混搭的光學實驗室

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撰文者:范賢娟
發文日期:2018-08-07
點閱次數:91
  • 頂尖研究與懷舊情懷並存

    雖然過去二十年張玉明自許能站在時代前緣從事頂尖的科學研究,但他仍然堅持科學家應具備人文素養,惜物念舊。採訪期間在光電工坊辦公室裡,他很興奮地撩起會議桌巾跟我介紹:「這張是檜木桌,最近剛請木工師傅整理好,整張桌子散發著檜木的香氣」。

    怎麼實驗室會有這麼高檔的家俱?

    原來這些都是臺北帝國大學時代留下來的老家俱,二十年前因為髒污破舊而被遺留在物理系舊館,準備被當成廢棄物處理掉,當時他覺得這些家俱還有保存與再利用的價值,因此就自掏腰包雇用貨車搶救回實驗室,回想那時候實驗室也才剛成立呢!有些家具狀況並不好,他還自費修繕,只希望能夠延續物命。實驗室內另有些日據時期留下來的櫥櫃,陳列著一些年代久遠老舊不堪使用的古老光學儀器,也是在同時期進了張玉明的實驗室。

    桌子櫥櫃還能再利用,然而隨著研究方法與技術的進步,這些古老的儀器早已物換星移被人遺忘。例如光譜儀,張玉明指著一臺木製的儀器告訴我,這是當年需要用「照相底片」來進行拍攝的光譜儀。我聽了點點頭,感嘆這很具歷史感,接著他還拿出了一些有光譜影像的玻璃片,介紹那是上世紀70~80年代臺大物理系光學實驗室拍攝高解析紫外光譜使用的「玻璃底片」。

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    我看了看,一方面佩服,一方面也疑惑,那個年代沒有電腦要怎麼判讀這麼多密密麻麻的光譜線的波長值呢?張玉明笑笑地告訴我,以前的科學家很聰明,他們會在實驗前會先用已知的氣體光源拍一張參考光譜作為比較的依據,概念上好比在玻璃底片上先畫出刻度,接下來即可利用此刻度尺來推算待測光譜的波長值了!

    張玉明還很謹慎地拿起櫥櫃裡子一個真空玻璃管介紹說,在70~80年代臺大普物實驗室教學需要的玻璃器具,都是請物理系的玻璃師傅幫忙吹製而成,自己在臺大物理系當學生的時候,還看過他們幫其他實驗室吹製特殊造型的玻璃器皿,很可惜這些老師傅皆已退休,技藝也在臺大校園消失了。言下之意,似乎他對現在的科學研究由於高度分工,逐漸捨棄了自製科研設備的傳統感到相當惋惜。

     

    跨界的專業人才並存

    把握此次訪問機會,張玉明希望讓實驗室團隊成員也能分享在實驗室生活的點點滴滴。超快雷射光譜實驗室的成員不多,目前有三位研究助理與兩位博士後研究員。早年實驗室僅以學術研究發表論文為目標時,張玉明會希望盡量招聘具物理背景的研究助理進來實驗室幫忙做研究,而當年訓練的研究助理也大多數以出國進修攻讀更高學位為主要出路。但近幾年來,他觀察到當開始經營光電工坊產學平台幫助產業解決問題,就發覺到工坊成員是否具備物理背景已不是必要條件了,張玉明反而更看重聘僱的實驗室成員需具備獨立思考、自我學習、與團隊合作的精神與態度,如此才能讓大家樂於學習、分工合作、並且融洽相處。以下我們來為各別成員做個簡短的速寫。
     

    李阜穎是成大物理所碩士畢業,他在念研究所時指導教授就與張玉明有學術合作,因此他的碩士論文研究曾來使用工坊的技術服務。他覺得這裡和其他貴儀中心相比,最大的不同在於服務品質相當好。很多貴儀中心接受量測申請之後,通常不會與申請人做深入的溝通,常常就直接以預設的實驗參數進行量測服務,他曾經有個奈米等級薄膜樣本,結果對方依照慣例進行了微米等級的深度量測,因此絕大多數的數據是沒有用的,僅有十分之一的數據落於目標區域,空間解析度也嚴重不足,但在溝通不足的情況下對方也無法查覺實驗結果是否合理。

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    但他來申請工坊的光譜量測服務,這兒會先要求他提計畫書,先把研究目的溝通清楚,甚至還會問相關文獻內容,他做完第一次實驗之後張老師還追問他一些深入的問題,讓他不敢貿然直接進行下一步實驗,而是先把第一次實驗資料解讀消化完,等有些想法之後來跟老師報告清楚後才進行後續量測,因此光譜量測的品質相當好,雖然收費較高,但對實驗品質有要求的人仍會前來申請。

    等到他碩士畢業後,因為不喜歡固定型態、一成不變的工作,覺得來這兒說不定可以學些紮實的實驗技術,因此沒像其他班上同學直接進入科技大廠而是來光電工坊工作。他才剛來兩三個星期就參加工坊在成大開設的一場教育訓練,他要負責其中一站。這對新人而言是個挑戰,但實驗室的夥伴會互相支援,因此他的不安全感快速消失,越來越進入狀況,現在服務快滿一年,已經是實驗室中很重要的專業人才,面對學術界、產業界的各項問題都能夠細心分析,盡量達成對方的技術服務需求。
     

    陳美伶是實驗室的行政助理,中央大學地球物理研究所碩士畢業。她曾經在能源局、環保局服務過,擅長資料處理,可以從資料庫當中很快撈出適當的數據,整理成主管決策所需的參考資料。但她覺得這種快速輸入隨即輸出的過程缺少深入思考,無法仔細咀嚼,她希望能有時間靜下來讓自己沉澱,因此來這兒擔任助理。一般的行政業務難不倒她,但張老師常會問她一些實驗相關的問題,刺激她能從物理的角度思考,這時她就會發現原本的物理概念不大足夠,而要多吸收知識,但常常看似找到答案跟張老師說,張老師卻會再問新的問題。她覺得張老師這樣的啟發方式與傳統直接教導給答案很不一樣。

    她曾經在做事上與張老師期待有些誤差,雖然當時老師沒說重話,但她感覺出來老師默默失望去想別的辦法。後來她反省做事要看狀況調整輸出方式,適時把資訊跟老師溝通,而非每次都要整理完整才能報告。目前她又在老師指派下去練習建置架設網站,希望對於網站之設計開發能夠很快上手,趁機習得一項新的謀生技能。

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    1965 擅長行政的陳美伶。

     

    張祐誠是老師另外一位研究助理,他大學物理系四年級就曾過來擔任專題生,負責程式設計,專門針對儀器控制、使用者介面等部分進行規劃。由於設計使用者介面需要考慮人性直覺,這方面就有賴實驗室夥伴提供使用經驗,讓他能夠更貼近使用者需要;而儀器控制有的時候要讓不同的量測儀器同步,這就需要了解電路與儀控流程,基本上他都可以勝任愉快。他介紹自己做的是結合軟體與硬體的整合工作,隨時都有新挑戰。他原本就會一些程式設計,在這裡磨練後能力越來越好,完成之後很有成就感。雖然他自謙不擅長與人溝通,但看得出來很喜歡這裡的工作挑戰。

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    1977 喜歡在實驗室工作的張祐誠。

     

    羅詔元則是去年才加入實驗室的博士後研究員,他本身是土木背景,然而他的專長不是傳統土木專業研究建築結構、材料等問題,而是在太空遙測、空間資訊等方面,擅長資料分析與影像處理。在來這裡之前他曾經去瑞士蘇黎世聯邦理工學院擔任一年訪問學者,進修影像特徵萃取及匹配等技術。回臺灣之後看到實驗室在徵聘博士後研究員,於是他就嘗試過來應徵。當初面試時張老師思量著,雖然這個人過去的研究領域跟物理離很遠,但影像處理的技術專長是實驗室迫切需要的,因此決定聘請他來協助。經過一年的磨練,他讓實驗室從使用商用套裝分析軟體分析數據,進化成使用實驗室自行研發客製化光譜分析軟體。由於是自主開發的分析軟體,可以更貼近研究者的使用需求。

    雖然他過去在影像資料處理上非常熟捻,但來實驗室後學到不能光靠數值去分析而不管實際物理條件的限制,譬如一組數據可以完美配上六個高斯分布,但從物理來看就只有四組高斯分布,這時候還是要回歸到物理意義來看,否則會有過度參數化的問題。

    羅詔元來這裡工作能力受到肯定,很能從身體力行的跨領域合作中找到意義與價值。他覺得過去在工程領域是要get the thing done(把事情做好),物理則是要do the right thing(做正確的事情),這也是他從張玉明老師實驗室學習到不同領域的做事態度。

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    1971 擅長影像處理的羅詔元。

    陳維良是實驗室的資深博士後研究員,博士班時在美國研究天文物理,他自謙那時候喜歡空想,只要用數值模擬即可,但後來回來台灣做博士後研究員才開始親自做實驗。一開始他在另一位老師的實驗室,有天遇到光學問題,那位老師請他過來請教張玉明博士,才赫然發現這位竟然是每天搭同班捷運上班的老師。陳維良除了解決當時的問題之外,後來也轉來張玉明實驗室工作。

    他從工坊成立之前就跟著老師做研究,看到老師以嚴謹的態度做實驗,用溫和的態度帶團隊,大家分工清楚,數年下來成員雖有更替,但大家感情不錯,他覺得這個實驗室風格很能反映老師的個人特質。在實驗上老師則是以身作則,每天會親自進實驗室,對實驗數據和各種實驗狀況有感覺,可以當場判斷如何調整,因此跟著老師學到很多,然而即使他已經跟隨多年,仍然覺得老師很強,讓人望塵莫及。


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    隨著工坊的成立,實驗室的工作量增加,還好有其他成員一起來幫忙,對儀器組裝、維護、教育訓練都很有幫助。而老師做事情很重視目標掌握,在複雜的討論中常會拉回到主題去找頭緒,讓大家做事有方法、有效率。

    對於光電工坊的定位,李阜穎與陳維良都異口同聲地說,老師成立工坊是從大環境的角度去思考,希望好的研究技術不要私藏,而是採取開放的態度幫助更多需要的人。雖然這理想在各學校的貴儀中心看似可以達到,但老師將心比心,希望能提供更好的服務品質,因此才會成立光電工坊,投入時間、人力去提供學術界與產業界更有價值的光電技術服務。

    目前實驗室的研究與工坊的服務兩者齊頭並進,陳維良很喜歡可以同時參與研究、服務和教育訓練的機會。而且在這裡,老師似乎看得到每個人的潛力,有的潛力甚至自己都不清楚,但老師會給予機會將其開發出來,慢慢成長。然而這兒工作也不會逼人賣命,但無形中大家都會認真工作,老師也都會給予適當的肯定與獎勵。

    善混搭更見專業

    襯著懷舊的櫥櫃儀器當背景,看著年輕的助理帶領外校學生進行教育訓練課程,學習如何使用實驗室新添購的設備與技術,雙方認真地討論如何針對實驗需求去調整參數、考慮光路如何改進、思索著量測數據的可靠性,比起操作光鮮亮麗的商業套裝儀器設備的操作員,我相信他們應該更能體認光學技術背後的原理與研究經驗的傳承。

    似乎,在看似充滿異質混搭的張玉明實驗室中,如果能掌握事物的本質去思考,許多人事物就有機會獲得更好的定位與運用。這是我在張玉明實驗室採訪過程的心得分享。

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