WEBVTT

00:00:01.125 --> 00:00:05.268
當我帶著新的諾基亞手機步入高中時，

00:00:05.292 --> 00:00:07.684
我以為那只是舊粉紅色公主對講機的

00:00:07.708 --> 00:00:10.684
最新、最酷的替代品。

00:00:10.708 --> 00:00:13.513
之後我和朋友無論身在何處

00:00:13.513 --> 00:00:15.851
都可以互發短信或交談，

00:00:15.875 --> 00:00:17.463
不是假裝而已，

00:00:17.497 --> 00:00:19.873
盡情在彼此的後院四處奔跑。

00:00:20.417 --> 00:00:22.143
老實說，

00:00:22.167 --> 00:00:26.434
當時我沒多想這些設備怎麼做出來的。

00:00:26.458 --> 00:00:28.809
它們往往出現在聖誕節一早，

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。

NOTE Paragraph

00:00:32.875 --> 00:00:35.018
讓我問個問題。

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？

00:00:39.333 --> 00:00:41.476
假如問我認識的人，

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

00:00:45.167 --> 00:00:46.583
寫程式而成的。

00:00:47.833 --> 00:00:50.248
但是這些設備必須先做許多準備

00:00:50.248 --> 00:00:52.101
才能跑任何類型的軟體。

00:00:52.125 --> 00:00:55.195
這些設備始於原子級別。

00:00:55.667 --> 00:00:57.351
因此如果問我，

00:00:57.375 --> 00:00:59.958
我會說「化學家」是真正的精靈。

00:01:00.875 --> 00:01:03.125
沒錯，我說的是化學家。

00:01:04.000 --> 00:01:08.184
化學是電子通信的英雄。

00:01:08.208 --> 00:01:09.550
我今天的目標

00:01:09.550 --> 00:01:12.910
是說服諸位同意我的觀點。

NOTE Paragraph

00:01:13.667 --> 00:01:15.559
好，讓我們從簡單的地方開始，

00:01:15.583 --> 00:01:19.686
看看這些令人瘋狂上癮的設備。

00:01:20.042 --> 00:01:22.059
因為如果沒有化學反應，

00:01:22.083 --> 00:01:25.976
我們喜愛的資訊高速公路

00:01:26.000 --> 00:01:29.292
將不過是昂貴、閃亮的紙鎮而已。

00:01:30.708 --> 00:01:33.250
化學使這些層成真。

00:01:34.167 --> 00:01:36.351
讓我們先看顯示螢幕。

00:01:36.375 --> 00:01:37.934
可知道如何得到那些

00:01:37.948 --> 00:01:41.143
我們熱愛、鮮豔生動的色彩嗎？

00:01:41.167 --> 00:01:42.434
好，我來告訴你們。

00:01:42.458 --> 00:01:45.268
顯示螢幕中嵌入的有機聚合物

00:01:45.292 --> 00:01:47.756
能把電荷變成圖片中

00:01:47.790 --> 00:01:51.500
我們喜歡的藍色、紅色和綠色。

NOTE Paragraph

00:01:52.750 --> 00:01:54.976
電池呢？

00:01:55.000 --> 00:01:57.309
有深入的研究

00:01:57.333 --> 00:02:01.184
如何將傳統電池的化學原理

00:02:01.208 --> 00:02:04.601
匹配新的高表面積電極，

00:02:04.625 --> 00:02:08.268
讓更小的面積裡承載更多的電荷，

00:02:08.292 --> 00:02:12.185
這樣我們充的電就夠一整天自拍使用，

00:02:12.185 --> 00:02:13.869
不必枯等

00:02:13.885 --> 00:02:16.802
或綁在電源插座旁等待電池充電。

NOTE Paragraph

00:02:18.125 --> 00:02:21.643
那麼把一切粘合在一起

00:02:21.667 --> 00:02:24.518
使其能夠承受頻繁使用的粘合劑呢？

00:02:24.542 --> 00:02:26.518
畢竟我是千禧代人，

00:02:26.542 --> 00:02:30.476
每天至少得拿出手機看 200 次，

00:02:30.500 --> 00:02:33.333
其間還摔個兩三回。

NOTE Paragraph

00:02:36.042 --> 00:02:38.226
什麼是這些設備真正的腦？

00:02:38.250 --> 00:02:41.519
什麼使我們如此喜愛它們呢？

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。

00:02:48.667 --> 00:02:51.184
也許你們比較喜歡生物學的比喻——

00:02:51.208 --> 00:02:53.417
你們可能聽過主機板。

00:02:55.000 --> 00:02:58.309
關於印刷電路板的討論不多。

00:02:58.333 --> 00:03:00.559
實話說，我不知道原因。

00:03:00.583 --> 00:03:02.809
或許是因為它最不吸引人，

00:03:02.833 --> 00:03:06.518
還隱藏在光鮮亮麗的其他層下面。

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。

NOTE Paragraph

00:03:13.667 --> 00:03:16.184
因此我要問，

00:03:16.208 --> 00:03:18.333
你們以為印刷電路板是什麼？

00:03:19.500 --> 00:03:21.601
好，打個比方。

00:03:21.625 --> 00:03:23.851
試想各位居住的城市。

00:03:23.875 --> 00:03:27.184
你們都有想去的地方：

00:03:27.208 --> 00:03:30.101
家、工作地點、餐館，

00:03:30.125 --> 00:03:32.375
和街區的星巴克。

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，

00:03:37.833 --> 00:03:40.351
那就是印刷電路板。

00:03:40.375 --> 00:03:43.143
只除了（連接的）不是餐廳之類，

00:03:43.167 --> 00:03:46.934
而是晶片上的電晶體、

00:03:46.958 --> 00:03:48.268
電容、電阻，

00:03:48.292 --> 00:03:50.768
和所有這些電子組件，

00:03:50.792 --> 00:03:53.976
它們需要彼此交流的途徑。

00:03:54.000 --> 00:03:55.750
那麼什麼是道路？

00:03:56.667 --> 00:03:59.417
我們製造極細的銅線。

NOTE Paragraph

00:04:00.667 --> 00:04:01.934
因此，下一個問題是

00:04:01.958 --> 00:04:04.226
如何製作這些極細的銅線呢？

00:04:04.250 --> 00:04:05.893
它們真的非常細。

00:04:05.917 --> 00:04:08.393
我們去五金行

00:04:08.417 --> 00:04:10.393
挑一卷銅線，

00:04:10.417 --> 00:04:13.393
拿支剪線鉗剪一剪、鋸一鋸，

00:04:13.417 --> 00:04:16.792
然後就成印刷電路板了？

00:04:18.000 --> 00:04:19.268
門都沒有。

00:04:19.292 --> 00:04:21.726
這些線太細，沒法那樣弄。

00:04:21.750 --> 00:04:25.375
因此得靠我們的朋友：化學。

NOTE Paragraph

00:04:26.708 --> 00:04:29.809
製造這些細銅線的化學過程

00:04:29.833 --> 00:04:31.851
看似簡單。

00:04:31.875 --> 00:04:33.643
解決方案始於

00:04:33.667 --> 00:04:37.059
在充滿帶正電銅粒子球的溶液裡面

00:04:37.083 --> 00:04:41.518
放入絕緣的印刷電路板，

00:04:41.542 --> 00:04:44.934
然後加入甲醛，

00:04:44.958 --> 00:04:48.642
也就是加入負電荷（電子）。

00:04:49.167 --> 00:04:50.934
各位可能還記得甲醛，

00:04:50.958 --> 00:04:52.726
它有很獨特的氣味，

00:04:52.750 --> 00:04:56.059
生物課中用來為青蛙防腐。

00:04:56.083 --> 00:04:58.851
事實上甲醛的功能多著呢，

00:04:58.875 --> 00:05:03.048
它是製造這些細銅線的關鍵要素。

00:05:04.208 --> 00:05:07.559
要知道甲醛會驅動電子，

00:05:07.583 --> 00:05:11.375
使電子跳到那些帶正電的銅粒子球上，

00:05:12.500 --> 00:05:16.768
這過程叫做「氧化還原」（redox）。

00:05:16.792 --> 00:05:18.059
氧化還原時

00:05:18.083 --> 00:05:21.768
這些帶正電的銅粒子球

00:05:21.792 --> 00:05:24.226
會轉換成明亮、

00:05:24.250 --> 00:05:28.684
有金屬光澤、會導電的銅。

00:05:28.708 --> 00:05:30.934
一旦有了導電的銅

00:05:30.958 --> 00:05:32.434
就進入情況了，

00:05:32.458 --> 00:05:36.078
這些電子組件會彼此通信。

00:05:36.083 --> 00:05:38.500
因此要再次感謝化學。

NOTE Paragraph

00:05:39.625 --> 00:05:41.226
看看到此為止

00:05:41.250 --> 00:05:44.458
化學已經帶我們走了多遠。

00:05:45.583 --> 00:05:49.318
顯然，尺寸在電子通信中至關重要。

00:05:50.000 --> 00:05:53.434
因此讓我們思考如何縮小設備的尺寸，

00:05:53.458 --> 00:05:57.018
以便把 1990 年代
巨大的 Zack Morris 手機

00:05:57.042 --> 00:05:58.893
變為更時尚的產品，

00:05:58.917 --> 00:06:01.934
像今天可以裝在口袋裡的手機。

00:06:01.958 --> 00:06:03.476
儘管如此，現實是：

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，

00:06:07.375 --> 00:06:10.351
倘若各位找得到有口袋的褲子的話。

NOTE Paragraph

00:06:10.375 --> 00:06:11.393
（笑聲）

NOTE Paragraph

00:06:11.417 --> 00:06:14.927
我不認為化學能幫我們解決那問題。

00:06:16.833 --> 00:06:20.059
比縮小實際設備的尺寸更為重要的是

00:06:20.083 --> 00:06:24.458
如何將其內部的電路縮小一百倍，

00:06:24.458 --> 00:06:29.889
把電路從微米級縮小到奈米級呢？

00:06:30.833 --> 00:06:32.101
因為到頭來，

00:06:32.125 --> 00:06:35.726
我們都想要功能更強、
速度更快的手機。

00:06:35.750 --> 00:06:39.917
更強和更快需要更多的電路。

NOTE Paragraph

00:06:41.333 --> 00:06:43.018
怎麼做呢？

00:06:43.042 --> 00:06:46.768
我們沒有神奇的電磁射線，

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

00:06:49.875 --> 00:06:51.226
把孩子縮小的電磁射線。

00:06:51.250 --> 00:06:53.072
當然（他的）縮小純屬意外。

00:06:53.792 --> 00:06:55.532
我們有（神奇的辦法）嗎？

00:06:55.958 --> 00:07:00.476
事實上有個與那相似的過程

00:07:00.500 --> 00:07:03.393
稱為「光刻技術」。

00:07:03.417 --> 00:07:06.768
光刻技術是用電磁輻射——

00:07:06.792 --> 00:07:08.768
也就是通常所說的光——

00:07:08.792 --> 00:07:11.434
來縮小一些電路，

00:07:11.458 --> 00:07:15.125
以把更多電路塞入很小的空間中。

NOTE Paragraph

00:07:17.583 --> 00:07:19.167
怎麼做呢？

00:07:20.000 --> 00:07:24.351
從表面塗有感光膜的基材開始，

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，

00:07:30.083 --> 00:07:33.893
這些圖案將賦予手機
我們想要的功能。

00:07:33.917 --> 00:07:37.643
接著用強光照射光罩，

00:07:37.667 --> 00:07:40.958
曝出該圖案的影像。

00:07:41.875 --> 00:07:48.102
光線穿透光罩的地方引起化學反應，

00:07:48.125 --> 00:07:52.241
使圖案印在基材板上。

NOTE Paragraph

00:07:52.708 --> 00:07:54.809
各位可能會問，

00:07:54.833 --> 00:07:59.058
如何把印的圖案轉為細線和特徵呢？

00:07:59.875 --> 00:08:04.125
必須用「顯影劑」這化學溶液。

00:08:04.125 --> 00:08:06.533
這很特別的顯影劑

00:08:06.557 --> 00:08:11.583
能去除所有未曝光的區域，

00:08:12.262 --> 00:08:14.196
留下清晰的細線和特徵，

00:08:14.196 --> 00:08:17.131
使我們的微小設備正常工作。

NOTE Paragraph

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。

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，

00:08:28.708 --> 00:08:30.167
可以做個總結了。

NOTE Paragraph

00:08:30.701 --> 00:08:31.851
（掌聲）

NOTE Paragraph

00:08:31.875 --> 00:08:33.393
等等，還沒完。

00:08:33.417 --> 00:08:35.018
沒那麼快。

00:08:35.042 --> 00:08:36.893
我們都是人類，

00:08:36.917 --> 00:08:39.518
人類總想要更多。

00:08:39.542 --> 00:08:41.256
所以現在我思考

00:08:41.270 --> 00:08:45.289
要如何用化學方法做更多。

NOTE Paragraph

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，

00:08:49.833 --> 00:08:52.625
或那被應許的第五代無線技術。

00:08:53.458 --> 00:08:57.530
你們可能聽過 5G 的廣告。

00:08:58.708 --> 00:09:02.884
甚至或許有些人
在 2018 冬季奧運用過。

00:09:03.875 --> 00:09:06.226
我對 5G 最興奮的是

00:09:06.250 --> 00:09:09.934
在遲到、衝出家門趕飛機時，

00:09:09.958 --> 00:09:13.101
可以用 40 秒而不是 40 分鐘的時間

00:09:13.125 --> 00:09:15.002
將電影下載到我的設備上。

00:09:16.000 --> 00:09:17.809
一旦出現了真正的 5G

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。

NOTE Paragraph

00:09:22.458 --> 00:09:25.458
所以問題是為何
還沒有真正的 5G 呢？

00:09:26.375 --> 00:09:28.351
我說個小秘密。

00:09:28.375 --> 00:09:30.851
這很容易回答，

00:09:30.875 --> 00:09:32.708
就是 5G 很難做。

00:09:33.833 --> 00:09:36.684
倘若用傳統的材料和銅

00:09:36.708 --> 00:09:38.601
構建 5G 設備，

00:09:38.625 --> 00:09:41.625
信號無法到達最終目的地。

NOTE Paragraph

00:09:43.833 --> 00:09:50.284
傳統用來支撐銅線的
絕緣層非常粗糙。

00:09:50.917 --> 00:09:52.976
想一想魔鬼氈怎麼黏在一起。

00:09:53.000 --> 00:09:57.000
粗糙面使兩片氈粘在一起，

00:09:58.208 --> 00:09:59.343
這點很重要，

00:09:59.347 --> 00:10:01.976
倘若各位要求設備的使用壽命

00:10:02.000 --> 00:10:04.018
必須耐得過開箱

00:10:04.042 --> 00:10:06.600
和安裝所有應用程式的過程。

NOTE Paragraph

00:10:07.250 --> 00:10:09.167
但是粗糙會引發問題。

00:10:09.958 --> 00:10:13.393
在 5G 的高速下，

00:10:13.417 --> 00:10:17.184
信號的傳播必須非常接近粗糙面，

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。

00:10:22.292 --> 00:10:24.018
用山脈來想一想，

00:10:24.042 --> 00:10:27.518
山上的道路系統錯綜複雜，

00:10:27.542 --> 00:10:30.268
而你要越過山脈到另一邊。

00:10:30.292 --> 00:10:31.679
認不認同我的看法：

00:10:31.723 --> 00:10:35.580
如果各位必須上上下下每一座山頭，

00:10:35.580 --> 00:10:38.681
而不是鑽過一條平直的隧道，

00:10:38.715 --> 00:10:40.962
那就可能要花很長時間，

00:10:40.962 --> 00:10:43.942
甚至還可能迷路，是不是？

00:10:44.625 --> 00:10:47.309
5G 設備的道理也一樣。

00:10:47.333 --> 00:10:49.684
假如能夠泯除粗糙面

00:10:49.708 --> 00:10:53.469
就能夠不間斷地直接發送 5G 信號。

00:10:53.494 --> 00:10:55.283
聽起來不錯，對吧？

00:10:55.522 --> 00:10:56.729
但是等等。

NOTE Paragraph

00:10:56.729 --> 00:10:58.144
剛剛我不是說過

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？

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。

00:11:07.253 --> 00:11:10.434
思考用樂高積木造房子，

00:11:10.458 --> 00:11:14.684
是靠凹凹角角和縫隙鎖在一起，

00:11:14.708 --> 00:11:17.351
和光滑的積木不一樣。

00:11:17.375 --> 00:11:20.684
當兩歲的孩子掠過客廳

00:11:20.708 --> 00:11:23.559
扮成哥斯拉怪獸擊倒所有的東西時，

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？

00:11:27.375 --> 00:11:29.898
但如果在光滑積木上粘膠水會如何？

00:11:31.125 --> 00:11:33.851
這正是此行業的期待。

00:11:33.875 --> 00:11:35.906
他們正等待化學家設計出新的

00:11:35.906 --> 00:11:41.449
增加銅線固著力的光滑表面。

NOTE Paragraph

00:11:42.457 --> 00:11:43.934
一旦解決這個問題，

00:11:43.958 --> 00:11:47.759
我們必將與物理學家、工程師

00:11:47.759 --> 00:11:50.655
一起解決 5G 的所有挑戰，

00:11:51.125 --> 00:11:54.601
屆時應用將會暴增。

00:11:54.625 --> 00:11:57.518
沒錯，我們將有自駕駛車之類等等，

00:11:57.542 --> 00:12:01.184
因為到時候數據網路就能夠處理完

00:12:01.208 --> 00:12:04.167
那些工作所需的速度和資訊量。

00:12:04.667 --> 00:12:07.518
但是讓我們想像，

00:12:07.542 --> 00:12:11.684
想像和對花生過敏的朋友一起上館子，

00:12:11.708 --> 00:12:13.476
拿出手機，

00:12:13.500 --> 00:12:14.851
在食物上揮掃一番，

00:12:14.875 --> 00:12:19.470
得到一個重要問題的答案——

00:12:20.333 --> 00:12:23.042
會致命還是可以食用？

00:12:23.875 --> 00:12:25.651
也許我們的設備

00:12:25.651 --> 00:12:29.893
在處理資訊方面將會如此出色，

00:12:29.917 --> 00:12:32.893
以至於像私人教練一樣，

00:12:32.917 --> 00:12:36.184
將會知道燃燒卡路里的最有效方法。

00:12:36.208 --> 00:12:37.778
我將會愛上

00:12:37.802 --> 00:12:40.309
在 11 月來臨時

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。

NOTE Paragraph

00:12:44.542 --> 00:12:46.976
除了說化學很酷

00:12:47.000 --> 00:12:50.003
和它能使所有電子設備成真以外，

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。

00:12:53.042 --> 00:12:57.018
因此，下次發文或自拍時，

00:12:57.042 --> 00:12:59.559
想一想那些辛苦工作的原子

00:12:59.583 --> 00:13:02.278
以及它們之前的創新。

00:13:03.000 --> 00:13:04.268
誰知道，

00:13:04.292 --> 00:13:06.601
或許在座有些人，

00:13:06.625 --> 00:13:08.684
甚至各位的移動設備，

00:13:08.708 --> 00:13:11.143
也會想和電子設備的

00:13:11.167 --> 00:13:15.939
真正英雄「化學隊長」搭檔。

NOTE Paragraph

00:13:16.333 --> 00:13:17.934
謝謝各位的聆聽，

00:13:17.958 --> 00:13:19.559
也感謝化學。

NOTE Paragraph

00:13:19.583 --> 00:13:22.833
（掌聲）