林志忠觀點：1973年諾貝爾物理獎得主江崎玲於奈二三事

日本第三位諾貝爾物理獎、同時也是日本首位固態物理學領域諾貝爾獎得主江崎玲於奈（Leo Esaki）於1947年從東京大學獲得學士學位。10年後，1957年，他在初創不久、仍為生存掙扎的索尼（Sony）公司做出後來贏得1973年諾貝爾物理獎的成果：半導體中的電子穿隧效應。這時，江崎並無博士學位。江崎玲於奈出生於1925年，今年已高壽101歲。

第二次世界大戰結束前後，世局動盪不安，人民生計艱困，個人生命無常。江崎玲於奈於1944年9月進入東京大學理學部物理學科就讀，1947年9月畢業。江崎一入學後，日常上課期間伴隨著教授講課節奏的，是在高空中盤旋的美國空軍B-29轟炸機群的呼嘯聲。1945年3月9日夜晚，B-29機群首次大舉轟炸東京市區，東京大學周圍瞬間陷入火海，江崎在學校附近的租屋也很快地被燒毀了。因此，他趕緊抱起書本快跑到校園避難，整夜沒睡（B-29機群似乎有意避開東京大學校園）。江崎後來回憶說，大轟炸過後的隔天早上，教授仍「以一貫的風格」按課表講課，「風度語調與平日不差」，而他自己則拼命記筆記。江崎寫道，「這一刻，我無比強烈地感受到了東大崇尚學術的存在感，學院派風格就此徹底附身。」他們師生都銘刻於心，東京大學的校訓是「志在卓越」。

1945年4月13日及5月25日，B-29機群又兩度大肆轟炸東京。江崎回憶說，「轟炸危險至此，授課卻仍不停止，東大的課直到7月才總算告終。」緊接著，8月6日和9日，廣島和長崎分別毫無預警地遭受原子彈的毀滅性轟炸，8月15日日本投降。江崎堅毅又驕傲地指出，東京大學於9月照常開學。

後來，江崎玲於奈因為發現鍺半導體p-n接面中的電子穿隧現象（一種固體中的量子力學行為）而榮獲諾貝爾物理獎。他回憶說，他在大學時代已經從教授的課外講義上讀到過矽二極體電子元件，那是教授從被擊落的B-29轟炸機雷達中拆卸下來調查發現的，因此他對半導體這種（當時）新興的電子材料並不陌生。 （相關報導： 林志忠觀點：促進量子力學之誕生的及時雨─海森堡獲得諾貝爾獎的曠世機遇 ｜ 更多文章 ）

江崎大學一畢業，隨即前往神戶市川西機械製作所（神戶工業前身）工作，從事真空管的研究與改良，那時還是真空管電子學的年代。半年多後（1948年暑假），江崎返回東京拜訪大學學位論文指導教授。這一次原本禮貌性的拜訪，卻成為一次意料之外的關鍵性會面。教授告訴他，去年底（1947年12月）美國科學家做出一個了不起的大發明：電晶體。於是，江崎趕緊前往位於東京市區的「美國文化中心」搜尋，找出並認真閱讀才寄抵不久的美國物理學會《物理評論（Physical Review）》期刊裡John Bardeen和Walter Brattain的雙人論文——後來，Bardeen、Brattain和William Shockley三人因發明電晶體而榮獲1956年諾貝爾物理獎。江崎即刻意識到，電子學的未來在半導體，不在真空管。幾年後（1956年），他破釜沉舟，大膽從神戶市老牌公司的穩定職位辭職，轉入東京通訊工業工作，這是一家索尼公司的前身。隔年，江崎即做出名垂科學與技術史的成果，首次觀測到了固體中的量子穿隧現象。

江崎於大學畢業後先行就業，肇始於他目睹東京在美軍大轟炸接著日本戰敗後的滿目瘡痍：街頭盡是孤兒、流鶯及行屍走肉般的無業遊民，因此決定放棄研究所學業而進入產業界工作。他說，他衷心期盼投身工業界可以促進經濟發展和救國濟民。江崎的這一動機和抉擇，不但讓他因緣際會及早接觸到半導體和電晶體產業，更促使他稍後成為有意識地把量子力學引入日本電子工業的第一人。由於他的洞燭機先與努力，日本電子工業得以及時轉型，早日脫離真空管時代，邁入電晶體時代。

如前所述，在神戶川西機械製作所工作約8年半後，江崎轉入當時初創的、仍不知是否會隨時倒閉的索尼公司工作。在新公司裡，他憑藉著在東京大學修課時養成的對量子固態物理學的熱愛與深刻理解，於1957年便發明了「隧道二極體（Esaki diode）」。雖然這一切看似一帆風順，我們卻必須指出，除了索尼公司對他的慧眼識英雄的邀請、鼓勵與信任之外（當年在日本跳槽轉換公司，幾乎被視為是一種大逆不道的行為），我們還應該強調如果沒有當時的日本電子工業基礎，及東京大學教授對固態物理學和戰後全球（尤其是美國）半導體研發的密切掌握與無私點撥，江崎肯定難以隻身做出世界級的突破性貢獻。

針對「基礎科學」和「產業技術」兩者，江崎玲於奈有他的體認和看法。他說，就某一特定領域而言，最終能否獲得諾貝爾獎的原因，來自於是否創造了影響深廣的龐大「知識量」；最終能否成就產業的原因，則來自於是否創造了巨大「財富」。無論何者，獲得成功都需要新創性、突破性、先機性，甚至運氣，以及漫長時間的累積和等待／煎熬。而最初能開風氣之先的，通常是革命性的、跳躍式的突破，那是來自極少數人的貢獻。

江崎又說，做出突破性知識量（以基礎科學研究為代表）的人，往往早先於做出新創性財富（以風險企業研發為代表）的人。經過漫長時間的挑戰與考驗，成功的前者可能獲得諾貝爾獎，成功的後者可能成為億萬富翁。前者的主考官來自學術界，後者的主考官來自市場。無論來自前者或是後者，最終的成功者都是極少數中的少數，他們是艱辛的幸運兒。

他說，就領域成長而言，通常「基礎研究」成熟之後，才會進行「應用研究」，這是革新知識開始向財富轉化的（試驗）階段。接下來，應用研究成熟之後，才會進行「技術開發」。所以一個領域的三個發展階段是：基礎研究→應用研究→技術開發。

江崎指出，參與前一項、做出突破性知識量競賽的大多數算是成功者（非那些極少數獲得諾貝爾獎的最成功者），可能成為大學或研究機構中的學者。參與後一項、做出新創性財富的大多數競賽者，或許面對的是一種更加殘酷的考驗，成為了一將功成萬骨枯的被淘汰遺忘者；而未被大浪淘走的（非那些極少數成為億萬富翁者），則可能獲得較優渥的收入。

所以，江崎結論說：追求知識與追求財富有本質上的區別，兩者雖未必水火不相容，但基本上是魚與熊掌甚難得兼。 （相關報導： 林志忠觀點：促進量子力學之誕生的及時雨─海森堡獲得諾貝爾獎的曠世機遇 ｜ 更多文章 ）

在1957年發明隧道二極體及觀測到電子穿隧效應之後，江崎玲於奈頓時聲名鵲起。1958年，英語講得結結巴巴的他應邀訪問美國的（商業公司）研究機構。他在貝爾實驗室（Bell Labs）的入口處讀到該實驗室創始人、電話發明者貝爾（Alexander Graham Bell）雕像上的一句話：「偶而離開熟悉的路徑走入森林，你肯定會發現一些以前從未見過的東西。（Leave the beaten track occasionally and dive into the woods. You will be certain to find something that you have never seen before.）」於是他決定離開索尼老東家的舒適圈，坦然面對和接受可預期的文化衝擊與震撼，於1960年毅然移居美國，任職於IBM公司。幾年之後，他在IBM公司與(已故)華裔合作者朱兆祥及張立綱兩人，利用分子束磊晶技術（Molecular beam epitaxy）開啟了半導體量子阱和超晶格的一片廣闊研發天地，迄今不衰。

中唐著名詩人楊巨源有一首七言絕句〈城東早春〉：「詩家清景在新春，綠柳纔黃半未勻。若待上林花似錦，出門俱是看花人。」對比科普名著《費曼手札：不休止的鼓聲》一書（2005年天下文化出版）的英文原名為Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Track: The Letters of Richard P. Feynman，及美國已故詩人佛洛斯特（Robert Frost）的膾炙人口的短詩The Road Not Taken結尾一句：“Two roads diverged in a wood, and I— / I took the one less traveled by, / And that has made all the difference.”，都與江崎玲於奈勇敢地「暫時離開舒適圈」的抉擇與取捨，有異曲同工之妙。要之，贏得諾貝爾獎獎勵的，或做出重大應用發明的，常是那些在未開墾的知識／技術領域中長期踽踽獨行的先行者。那時節，「綠柳才黃半未勻」。若是等到一個領域已經成形或成熟了，就不免跟風，人滿為患，「出門俱是看花人」了。

另外一個故事：1949年，湯川秀樹（Hideki Yukawa）成為日本第一位諾貝爾獎得主。湯川晚年在自傳《旅人》中寫到，在年輕時代開始從事科學研究時，他想要做一個「陌生土地的遍歷者，荒野開拓者」。由於勇於探索一個新的、未知的領域，所以湯川秀樹有機會創造人類新知識，幸運地摘取個人的科學桂冠，並為第二次世界大戰戰敗後，家園殘破，人心迷亂的日本社會，帶來一股激勵士氣的清流。迄今，各領域的日本人諾貝爾獎得主，總共已經超過30位了。 （相關報導： 林志忠觀點：促進量子力學之誕生的及時雨─海森堡獲得諾貝爾獎的曠世機遇 ｜ 更多文章 ）

＊作者為陽明交通大學電子物理系退休教授