1
00:00:01,125 --> 00:00:05,268
當我帶著新的諾基亞手機步入高中時，

2
00:00:05,292 --> 00:00:07,684
我以為那只是舊粉紅色公主對講機的

3
00:00:07,708 --> 00:00:10,684
最新、最酷的替代品。

4
00:00:10,708 --> 00:00:13,513
之後我和朋友無論身在何處

5
00:00:13,513 --> 00:00:15,851
都可以互發短信或交談，

6
00:00:15,875 --> 00:00:17,463
不是假裝而已，

7
00:00:17,497 --> 00:00:19,873
盡情在彼此的後院四處奔跑。

8
00:00:20,417 --> 00:00:22,143
老實說，

9
00:00:22,167 --> 00:00:26,434
當時我沒多想這些設備怎麼做出來的。

10
00:00:26,458 --> 00:00:28,809
它們往往出現在聖誕節一早，

11
00:00:28,833 --> 00:00:32,277
因此或許是聖誕老公公
工作室裡的精靈製作的。

12
00:00:32,875 --> 00:00:35,018
讓我問個問題。

13
00:00:35,042 --> 00:00:38,208
你們認為製造這些設備的
真正的精靈是誰？

14
00:00:39,333 --> 00:00:41,476
假如問我認識的人，

15
00:00:41,500 --> 00:00:45,143
他們會說這是矽谷
穿有帽衫的軟體工程師

16
00:00:45,167 --> 00:00:46,583
寫程式而成的。

17
00:00:47,833 --> 00:00:50,248
但是這些設備必須先做許多準備

18
00:00:50,248 --> 00:00:52,101
才能跑任何類型的軟體。

19
00:00:52,125 --> 00:00:55,195
這些設備始於原子級別。

20
00:00:55,667 --> 00:00:57,351
因此如果問我，

21
00:00:57,375 --> 00:00:59,958
我會說「化學家」是真正的精靈。

22
00:01:00,875 --> 00:01:03,125
沒錯，我說的是化學家。

23
00:01:04,000 --> 00:01:08,184
化學是電子通信的英雄。

24
00:01:08,208 --> 00:01:09,550
我今天的目標

25
00:01:09,550 --> 00:01:12,910
是說服諸位同意我的觀點。

26
00:01:13,667 --> 00:01:15,559
好，讓我們從簡單的地方開始，

27
00:01:15,583 --> 00:01:19,686
看看這些令人瘋狂上癮的設備。

28
00:01:20,042 --> 00:01:22,059
因為如果沒有化學反應，

29
00:01:22,083 --> 00:01:25,976
我們喜愛的資訊高速公路

30
00:01:26,000 --> 00:01:29,292
將不過是昂貴、閃亮的紙鎮而已。

31
00:01:30,708 --> 00:01:33,250
化學使這些層成真。

32
00:01:34,167 --> 00:01:36,351
讓我們先看顯示螢幕。

33
00:01:36,375 --> 00:01:37,934
可知道如何得到那些

34
00:01:37,948 --> 00:01:41,143
我們熱愛、鮮豔生動的色彩嗎？

35
00:01:41,167 --> 00:01:42,434
好，我來告訴你們。

36
00:01:42,458 --> 00:01:45,268
顯示螢幕中嵌入的有機聚合物

37
00:01:45,292 --> 00:01:47,756
能把電荷變成圖片中

38
00:01:47,790 --> 00:01:51,500
我們喜歡的藍色、紅色和綠色。

39
00:01:52,750 --> 00:01:54,976
電池呢？

40
00:01:55,000 --> 00:01:57,309
有深入的研究

41
00:01:57,333 --> 00:02:01,184
如何將傳統電池的化學原理

42
00:02:01,208 --> 00:02:04,601
匹配新的高表面積電極，

43
00:02:04,625 --> 00:02:08,268
讓更小的面積裡承載更多的電荷，

44
00:02:08,292 --> 00:02:12,185
這樣我們充的電就夠一整天自拍使用，

45
00:02:12,185 --> 00:02:13,869
不必枯等

46
00:02:13,885 --> 00:02:16,802
或綁在電源插座旁等待電池充電。

47
00:02:18,125 --> 00:02:21,643
那麼把一切粘合在一起

48
00:02:21,667 --> 00:02:24,518
使其能夠承受頻繁使用的粘合劑呢？

49
00:02:24,542 --> 00:02:26,518
畢竟我是千禧代人，

50
00:02:26,542 --> 00:02:30,476
每天至少得拿出手機看 200 次，

51
00:02:30,500 --> 00:02:33,333
其間還摔個兩三回。

52
00:02:36,042 --> 00:02:38,226
什麼是這些設備真正的腦？

53
00:02:38,250 --> 00:02:41,519
什麼使我們如此喜愛它們呢？

54
00:02:42,083 --> 00:02:48,145
全都與拴在印刷電路板上的
電子元件和電路有關。

55
00:02:48,667 --> 00:02:51,184
也許你們比較喜歡生物學的比喻——

56
00:02:51,208 --> 00:02:53,417
你們可能聽過主機板。

57
00:02:55,000 --> 00:02:58,309
關於印刷電路板的討論不多。

58
00:02:58,333 --> 00:03:00,559
實話說，我不知道原因。

59
00:03:00,583 --> 00:03:02,809
或許是因為它最不吸引人，

60
00:03:02,833 --> 00:03:06,518
還隱藏在光鮮亮麗的其他層下面。

61
00:03:06,542 --> 00:03:12,479
但是，該是稱讚這
超人克拉克·肯特層的時候了。

62
00:03:13,667 --> 00:03:16,184
因此我要問，

63
00:03:16,208 --> 00:03:18,333
你們以為印刷電路板是什麼？

64
00:03:19,500 --> 00:03:21,601
好，打個比方。

65
00:03:21,625 --> 00:03:23,851
試想各位居住的城市。

66
00:03:23,875 --> 00:03:27,184
你們都有想去的地方：

67
00:03:27,208 --> 00:03:30,101
家、工作地點、餐館，

68
00:03:30,125 --> 00:03:32,375
和街區的星巴克。

69
00:03:33,208 --> 00:03:36,458
因此我們修建把它們
連接在一起的道路，

70
00:03:37,833 --> 00:03:40,351
那就是印刷電路板。

71
00:03:40,375 --> 00:03:43,143
只除了（連接的）不是餐廳之類，

72
00:03:43,167 --> 00:03:46,934
而是晶片上的電晶體、

73
00:03:46,958 --> 00:03:48,268
電容、電阻，

74
00:03:48,292 --> 00:03:50,768
和所有這些電子組件，

75
00:03:50,792 --> 00:03:53,976
它們需要彼此交流的途徑。

76
00:03:54,000 --> 00:03:55,750
那麼什麼是道路？

77
00:03:56,667 --> 00:03:59,417
我們製造極細的銅線。

78
00:04:00,667 --> 00:04:01,934
因此，下一個問題是

79
00:04:01,958 --> 00:04:04,226
如何製作這些極細的銅線呢？

80
00:04:04,250 --> 00:04:05,893
它們真的非常細。

81
00:04:05,917 --> 00:04:08,393
我們去五金行

82
00:04:08,417 --> 00:04:10,393
挑一卷銅線，

83
00:04:10,417 --> 00:04:13,393
拿支剪線鉗剪一剪、鋸一鋸，

84
00:04:13,417 --> 00:04:16,792
然後就成印刷電路板了？

85
00:04:18,000 --> 00:04:19,268
門都沒有。

86
00:04:19,292 --> 00:04:21,726
這些線太細，沒法那樣弄。

87
00:04:21,750 --> 00:04:25,375
因此得靠我們的朋友：化學。

88
00:04:26,708 --> 00:04:29,809
製造這些細銅線的化學過程

89
00:04:29,833 --> 00:04:31,851
看似簡單。

90
00:04:31,875 --> 00:04:33,643
解決方案始於

91
00:04:33,667 --> 00:04:37,059
在充滿帶正電銅粒子球的溶液裡面

92
00:04:37,083 --> 00:04:41,518
放入絕緣的印刷電路板，

93
00:04:41,542 --> 00:04:44,934
然後加入甲醛，

94
00:04:44,958 --> 00:04:48,642
也就是加入負電荷（電子）。

95
00:04:49,167 --> 00:04:50,934
各位可能還記得甲醛，

96
00:04:50,958 --> 00:04:52,726
它有很獨特的氣味，

97
00:04:52,750 --> 00:04:56,059
生物課中用來為青蛙防腐。

98
00:04:56,083 --> 00:04:58,851
事實上甲醛的功能多著呢，

99
00:04:58,875 --> 00:05:03,048
它是製造這些細銅線的關鍵要素。

100
00:05:04,208 --> 00:05:07,559
要知道甲醛會驅動電子，

101
00:05:07,583 --> 00:05:11,375
使電子跳到那些帶正電的銅粒子球上，

102
00:05:12,500 --> 00:05:16,768
這過程叫做「氧化還原」（redox）。

103
00:05:16,792 --> 00:05:18,059
氧化還原時

104
00:05:18,083 --> 00:05:21,768
這些帶正電的銅粒子球

105
00:05:21,792 --> 00:05:24,226
會轉換成明亮、

106
00:05:24,250 --> 00:05:28,684
有金屬光澤、會導電的銅。

107
00:05:28,708 --> 00:05:30,934
一旦有了導電的銅

108
00:05:30,958 --> 00:05:32,434
就進入情況了，

109
00:05:32,458 --> 00:05:36,078
這些電子組件會彼此通信。

110
00:05:36,083 --> 00:05:38,500
因此要再次感謝化學。

111
00:05:39,625 --> 00:05:41,226
看看到此為止

112
00:05:41,250 --> 00:05:44,458
化學已經帶我們走了多遠。

113
00:05:45,583 --> 00:05:49,318
顯然，尺寸在電子通信中至關重要。

114
00:05:50,000 --> 00:05:53,434
因此讓我們思考如何縮小設備的尺寸，

115
00:05:53,458 --> 00:05:57,018
以便把 1990 年代
巨大的 Zack Morris 手機

116
00:05:57,042 --> 00:05:58,893
變為更時尚的產品，

117
00:05:58,917 --> 00:06:01,934
像今天可以裝在口袋裡的手機。

118
00:06:01,958 --> 00:06:03,476
儘管如此，現實是：

119
00:06:03,500 --> 00:06:07,351
女士的褲子口袋中
絕對放不下任何東西，

120
00:06:07,375 --> 00:06:10,351
倘若各位找得到有口袋的褲子的話。

121
00:06:10,375 --> 00:06:11,393
（笑聲）

122
00:06:11,417 --> 00:06:14,927
我不認為化學能幫我們解決那問題。

123
00:06:16,833 --> 00:06:20,059
比縮小實際設備的尺寸更為重要的是

124
00:06:20,083 --> 00:06:24,458
如何將其內部的電路縮小一百倍，

125
00:06:24,458 --> 00:06:29,889
把電路從微米級縮小到奈米級呢？

126
00:06:30,833 --> 00:06:32,101
因為到頭來，

127
00:06:32,125 --> 00:06:35,726
我們都想要功能更強、
速度更快的手機。

128
00:06:35,750 --> 00:06:39,917
更強和更快需要更多的電路。

129
00:06:41,333 --> 00:06:43,018
怎麼做呢？

130
00:06:43,042 --> 00:06:46,768
我們沒有神奇的電磁射線，

131
00:06:46,792 --> 00:06:49,851
沒有《親愛的，我把孩子縮小了》
電影裡的韋恩 · 薩林斯基教授

132
00:06:49,875 --> 00:06:51,226
把孩子縮小的電磁射線。

133
00:06:51,250 --> 00:06:53,072
當然（他的）縮小純屬意外。

134
00:06:53,792 --> 00:06:55,532
我們有（神奇的辦法）嗎？

135
00:06:55,958 --> 00:07:00,476
事實上有個與那相似的過程

136
00:07:00,500 --> 00:07:03,393
稱為「光刻技術」。

137
00:07:03,417 --> 00:07:06,768
光刻技術是用電磁輻射——

138
00:07:06,792 --> 00:07:08,768
也就是通常所說的光——

139
00:07:08,792 --> 00:07:11,434
來縮小一些電路，

140
00:07:11,458 --> 00:07:15,125
以把更多電路塞入很小的空間中。

141
00:07:17,583 --> 00:07:19,167
怎麼做呢？

142
00:07:20,000 --> 00:07:24,351
從表面塗有感光膜的基材開始，

143
00:07:24,917 --> 00:07:30,076
上面覆蓋一層有細線
和特徵圖案的光罩，

144
00:07:30,083 --> 00:07:33,893
這些圖案將賦予手機
我們想要的功能。

145
00:07:33,917 --> 00:07:37,643
接著用強光照射光罩，

146
00:07:37,667 --> 00:07:40,958
曝出該圖案的影像。

147
00:07:41,875 --> 00:07:48,102
光線穿透光罩的地方引起化學反應，

148
00:07:48,125 --> 00:07:52,241
使圖案印在基材板上。

149
00:07:52,708 --> 00:07:54,809
各位可能會問，

150
00:07:54,833 --> 00:07:59,058
如何把印的圖案轉為細線和特徵呢？

151
00:07:59,875 --> 00:08:04,125
必須用「顯影劑」這化學溶液。

152
00:08:04,125 --> 00:08:06,533
這很特別的顯影劑

153
00:08:06,557 --> 00:08:11,583
能去除所有未曝光的區域，

154
00:08:12,262 --> 00:08:14,196
留下清晰的細線和特徵，

155
00:08:14,196 --> 00:08:17,131
使我們的微小設備正常工作。

156
00:08:18,417 --> 00:08:24,641
如此，我們已經用化學方法
構建、縮小了設備。

157
00:08:25,500 --> 00:08:28,684
可能我已經說服各位
化學是真正的英雄，

158
00:08:28,708 --> 00:08:30,167
可以做個總結了。

159
00:08:30,701 --> 00:08:31,851
（掌聲）

160
00:08:31,875 --> 00:08:33,393
等等，還沒完。

161
00:08:33,417 --> 00:08:35,018
沒那麼快。

162
00:08:35,042 --> 00:08:36,893
我們都是人類，

163
00:08:36,917 --> 00:08:39,518
人類總想要更多。

164
00:08:39,542 --> 00:08:41,256
所以現在我思考

165
00:08:41,270 --> 00:08:45,289
要如何用化學方法做更多。

166
00:08:45,833 --> 00:08:49,809
如今我們被告知
想要一種名為 5G 的產品，

167
00:08:49,833 --> 00:08:52,625
或那被應許的第五代無線技術。

168
00:08:53,458 --> 00:08:57,530
你們可能聽過 5G 的廣告。

169
00:08:58,708 --> 00:09:02,884
甚至或許有些人
在 2018 冬季奧運用過。

170
00:09:03,875 --> 00:09:06,226
我對 5G 最興奮的是

171
00:09:06,250 --> 00:09:09,934
在遲到、衝出家門趕飛機時，

172
00:09:09,958 --> 00:09:13,101
可以用 40 秒而不是 40 分鐘的時間

173
00:09:13,125 --> 00:09:15,002
將電影下載到我的設備上。

174
00:09:16,000 --> 00:09:17,809
一旦出現了真正的 5G

175
00:09:17,833 --> 00:09:21,531
將遠遠超出能在設備上
擺放多少部電影。

176
00:09:22,458 --> 00:09:25,458
所以問題是為何
還沒有真正的 5G 呢？

177
00:09:26,375 --> 00:09:28,351
我說個小秘密。

178
00:09:28,375 --> 00:09:30,851
這很容易回答，

179
00:09:30,875 --> 00:09:32,708
就是 5G 很難做。

180
00:09:33,833 --> 00:09:36,684
倘若用傳統的材料和銅

181
00:09:36,708 --> 00:09:38,601
構建 5G 設備，

182
00:09:38,625 --> 00:09:41,625
信號無法到達最終目的地。

183
00:09:43,833 --> 00:09:50,284
傳統用來支撐銅線的
絕緣層非常粗糙。

184
00:09:50,917 --> 00:09:52,976
想一想魔鬼氈怎麼黏在一起。

185
00:09:53,000 --> 00:09:57,000
粗糙面使兩片氈粘在一起，

186
00:09:58,208 --> 00:09:59,343
這點很重要，

187
00:09:59,347 --> 00:10:01,976
倘若各位要求設備的使用壽命

188
00:10:02,000 --> 00:10:04,018
必須耐得過開箱

189
00:10:04,042 --> 00:10:06,600
和安裝所有應用程式的過程。

190
00:10:07,250 --> 00:10:09,167
但是粗糙會引發問題。

191
00:10:09,958 --> 00:10:13,393
在 5G 的高速下，

192
00:10:13,417 --> 00:10:17,184
信號的傳播必須非常接近粗糙面，

193
00:10:17,208 --> 00:10:21,000
以致到達最終目的地前
信號已經耗損殆盡。

194
00:10:22,292 --> 00:10:24,018
用山脈來想一想，

195
00:10:24,042 --> 00:10:27,518
山上的道路系統錯綜複雜，

196
00:10:27,542 --> 00:10:30,268
而你要越過山脈到另一邊。

197
00:10:30,292 --> 00:10:31,679
認不認同我的看法：

198
00:10:31,723 --> 00:10:35,580
如果各位必須上上下下每一座山頭，

199
00:10:35,580 --> 00:10:38,681
而不是鑽過一條平直的隧道，

200
00:10:38,715 --> 00:10:40,962
那就可能要花很長時間，

201
00:10:40,962 --> 00:10:43,942
甚至還可能迷路，是不是？

202
00:10:44,625 --> 00:10:47,309
5G 設備的道理也一樣。

203
00:10:47,333 --> 00:10:49,684
假如能夠泯除粗糙面

204
00:10:49,708 --> 00:10:53,469
就能夠不間斷地直接發送 5G 信號。

205
00:10:53,494 --> 00:10:55,283
聽起來不錯，對吧？

206
00:10:55,522 --> 00:10:56,729
但是等等。

207
00:10:56,729 --> 00:10:58,144
剛剛我不是說過

208
00:10:58,144 --> 00:11:00,705
設備得要靠粗糙面
才能保持附著在一起嗎？

209
00:11:00,705 --> 00:11:06,072
如果去除粗糙面，
銅就不會粘在基材底上。

210
00:11:07,253 --> 00:11:10,434
思考用樂高積木造房子，

211
00:11:10,458 --> 00:11:14,684
是靠凹凹角角和縫隙鎖在一起，

212
00:11:14,708 --> 00:11:17,351
和光滑的積木不一樣。

213
00:11:17,375 --> 00:11:20,684
當兩歲的孩子掠過客廳

214
00:11:20,708 --> 00:11:23,559
扮成哥斯拉怪獸擊倒所有的東西時，

215
00:11:23,583 --> 00:11:26,036
兩者中的哪一個
更能維持結構的完整呢？

216
00:11:27,375 --> 00:11:29,898
但如果在光滑積木上粘膠水會如何？

217
00:11:31,125 --> 00:11:33,851
這正是此行業的期待。

218
00:11:33,875 --> 00:11:35,906
他們正等待化學家設計出新的

219
00:11:35,906 --> 00:11:41,449
增加銅線固著力的光滑表面。

220
00:11:42,457 --> 00:11:43,934
一旦解決這個問題，

221
00:11:43,958 --> 00:11:47,759
我們必將與物理學家、工程師

222
00:11:47,759 --> 00:11:50,655
一起解決 5G 的所有挑戰，

223
00:11:51,125 --> 00:11:54,601
屆時應用將會暴增。

224
00:11:54,625 --> 00:11:57,518
沒錯，我們將有自駕駛車之類等等，

225
00:11:57,542 --> 00:12:01,184
因為到時候數據網路就能夠處理完

226
00:12:01,208 --> 00:12:04,167
那些工作所需的速度和資訊量。

227
00:12:04,667 --> 00:12:07,518
但是讓我們想像，

228
00:12:07,542 --> 00:12:11,684
想像和對花生過敏的朋友一起上館子，

229
00:12:11,708 --> 00:12:13,476
拿出手機，

230
00:12:13,500 --> 00:12:14,851
在食物上揮掃一番，

231
00:12:14,875 --> 00:12:19,470
得到一個重要問題的答案——

232
00:12:20,333 --> 00:12:23,042
會致命還是可以食用？

233
00:12:23,875 --> 00:12:25,651
也許我們的設備

234
00:12:25,651 --> 00:12:29,893
在處理資訊方面將會如此出色，

235
00:12:29,917 --> 00:12:32,893
以至於像私人教練一樣，

236
00:12:32,917 --> 00:12:36,184
將會知道燃燒卡路里的最有效方法。

237
00:12:36,208 --> 00:12:37,778
我將會愛上

238
00:12:37,802 --> 00:12:40,309
在 11 月來臨時

239
00:12:40,333 --> 00:12:43,501
能告訴我如何減掉
孕期所增體重的設備。

240
00:12:44,542 --> 00:12:46,976
除了說化學很酷

241
00:12:47,000 --> 00:12:50,003
和它能使所有電子設備成真以外，

242
00:12:50,027 --> 00:12:52,753
我真的不知道
還要用什麼方式來形容它。

243
00:12:53,042 --> 00:12:57,018
因此，下次發文或自拍時，

244
00:12:57,042 --> 00:12:59,559
想一想那些辛苦工作的原子

245
00:12:59,583 --> 00:13:02,278
以及它們之前的創新。

246
00:13:03,000 --> 00:13:04,268
誰知道，

247
00:13:04,292 --> 00:13:06,601
或許在座有些人，

248
00:13:06,625 --> 00:13:08,684
甚至各位的移動設備，

249
00:13:08,708 --> 00:13:11,143
也會想和電子設備的

250
00:13:11,167 --> 00:13:15,939
真正英雄「化學隊長」搭檔。

251
00:13:16,333 --> 00:13:17,934
謝謝各位的聆聽，

252
00:13:17,958 --> 00:13:19,559
也感謝化學。

253
00:13:19,583 --> 00:13:22,833
（掌聲）