愛因斯坦與我

文/郭立昌

一、概述

我的正式學歷是台南市公園國民小學畢業，其他從初中夜校到研究所只能混第一名畢業而已，在校時間極短，沒有校園生活，沒有寒暑假，每天還必須繃緊神經服務一群很難伺候的客戶，全年無休的工作佔據了服兵役前的整個生活；所以，現在能想起的只有小學導師丘森然。丘老師相當博學多聞，總會講起一些名人的事蹟，某日說到二戰日本投降的原因，他提起了「愛因斯坦」這個人，還在黑板用粉筆寫了一個公式，說是原子彈的來源；1979年甫到美國，我就去普林斯頓尋訪愛因斯坦走過的足跡，也很快完成衛星接收器的開發。後來，在我們的「富裕台灣計畫」裡為了促進台灣產業轉型升級，決定和美日作市場區隔，根據內人丁玲虹的普世關懷理念，我們發明了「非接觸式感應」(Contactless Induction)，1986-1989年研發初期一直拿著愛因斯坦的「光電效應」理論在琢磨，後來雖然因為「光的侷限性」而採用「收音機頻率」(RF)，發明了電商系統所需的非接觸式半導體—「傳智晶片」 (TranSmart Chip)，卻對愛因斯坦有一些認識，他在1905年的創作將會再持續影響21世紀的文明演進。

普林斯頓吉祥物—老虎

二、關於愛因斯坦

愛因斯坦(Albert Einstein, 1879~1955)是出生於德國的猶太人，2歲時舉家遷往慕尼黑，直到1894年因家族企業經營遇到困難，他的父母和妹妹搬到義大利米蘭，當時15歲的愛因斯坦則留在慕尼黑繼續高中學業；但他對德國的教條式教育感到不滿，故在1895年輟學，前往米蘭與家人團聚。愛因斯坦在16歲(1895年)時寫了一篇名為《論在磁場裡乙太狀態的研究》，旨在探索乙太(當時科學家假設光波的傳播需要一種叫做乙太的介質)與磁場的關係，文章的主要內容是他對物理現象的初步思考，儘管這篇文章並未對科學界產生重大影響，但它顯示了愛因斯坦從少年時期便對《物理學》充滿濃厚的興趣和思考能力。

愛因斯坦在1896年申請蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)獲得錄取，並放棄了德國國籍以避免徵兵，成為無國籍人士。愛因斯坦選擇瑞士主要是因為當地教育體制相對開放，強調思考能力而非死記硬背，這與愛因斯坦的學習風格更為契合。同時，瑞士是當時歐洲較為自由的國家之一，ETH是當時歐洲頂尖的工科大學之一，以其開放的學術環境和高度重視科學研究著稱，其特點包括：「1. 重視理論與實踐結合：2. 國際化氛圍：吸引來自歐洲各地的學生，提供自由平等的學習環境；3. 教授的高水平：包括幾位物理與數學領域的權威，啟發了愛因斯坦。」愛因斯坦從小對自然界的運作機制充滿好奇，特別是對光和電磁波的興趣，ETH的學習成為他後來理論物理的重要基石。

愛因斯坦21歲(1900年)在ETH完成大學本科學業，雖然他的成績不是班上最優秀，但他對「物理和數學」的熱情及獨立思考的能力非常突出；他本科畢業後獲得了教學文憑—相當於今天的理科學士學位。因為ETH當時並沒有授予博士學位，愛因斯坦選擇在蘇黎世大學（University of Zurich）完成博士學位；他的博士指導教授克萊納(Alfred Kleiner)是一位專注於實驗物理的科學家。愛因斯坦在1905年以論文《分子大小的新測定法》（"A New Determination of Molecular Dimensions"）取得博士學位。愛因斯坦的博士論文屬於《理論物理學》範疇，與他的後續研究密切相關，蘇黎世這座城市的學術自由和開放氛圍為愛因斯坦的科學事業提供了重要支持。

三、奇蹟年的四篇論文及其影響

1905年被稱為「奇蹟年」，愛因斯坦擔任瑞士專利局的一名三級技術專員時，在這年發表了四篇改變物理學歷史的論文，這些論文更影響後世，包括我們發明的「非接觸式感應」及年交易額達36兆美元的「非現金系統」。以下是這四篇論文的主題與影響：

1. 光量子假說：論文名稱《關於光的產生與轉化的試探性觀察》（"On a Heuristic Point of View Concerning the Production and Transformation of Light"），提出光以粒子(光子)的形式存在，能量與頻率成正比（E=hν），這一理論解釋了「光電效應」，挑戰了經典波動理論，為量子力學的發展鋪平了道路。1921年，愛因斯坦因這項研究獲得諾貝爾物理學獎；我在1986年透過這份參考文獻摸索出「非接觸式半導體」的新興途徑—稱之為光子革命。

2. 布朗運動：論文名稱《關於靜止液體中懸浮顆粒運動所需的分子運動論》（"On the Motion of Small Particles Suspended in Stationary Liquids Required by the Molecular-Kinetic Theory of Heat"），其論點在於通過分析布朗運動，證實了分子和原子的存在，並提出了數學模型以描述隨機運動；這項研究提供了實驗證據，支持了分子和原子存在的統計力學基礎。1984年我根據這項研究寫了一份報告，好友麥達利從菲律賓回來看了，笑著說：「Peter，你這份報告可以拿兩個美國環保博士的學位。」

3. 狹義相對論：論文名稱《運動物體的電動力學》（"On the Electrodynamics of Moving Bodies"），愛因斯坦在其中重新定義了「時間、空間和運動」的概念，核心內容包括：「1. 光速在真空中對所有觀察者均為常數；2. 物理定律在所有慣性參考系中形式相同。」這項研究徹底改變了人類對時空的理解，成為現代物理學的支柱。

4. 質能等價公式：論文名稱《物體的慣性同其所含能量有關嗎？》（"Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content?"），愛因斯坦提出著名的公式「E=mc²」—即質量與能量可以互相轉化，該公式是「核能技術」的理論基礎，進一步揭示了相對論的深遠意義，其影響至今依然持續進行著。

總結愛因斯坦在奇蹟年發表的四篇論文，直到他1933年移居美國普林斯頓之後，乃至一生，都對世界產生了深遠影響，歸納其影響層面如下：

1. 科學發展：他的理論不僅推動了量子力學、相對論和統計物理學的發展，還影響了核物理和宇宙學等領域；最主要的是，從理論延伸至民生用途，改變了人類生活及商業模式。

2. 技術應用：質能等價公式(E=mc²)成為核能發展的核心基礎，包括核能發電和核武器；而光電效應公式(E=hν)則將繼續在人工智慧的時代衍生出許多的新科技產品。

3. 哲學與文化：愛因斯坦的新觀點挑戰了傳統的「時空」觀念，激發了科學界與哲學界對宇宙本質的深刻討論；尤其是，他與波耳(Niels Bohr) 在量子力學的哲學基礎問題上的爭論，愛因斯坦提倡現實主義和確定性，並對量子力學的隨機性表示懷疑，而波耳則支持量子力學的哥本哈根詮釋，認為隨機性和非定域性是自然界的本質。這場辯論對後來科學哲學的影響深遠。

4. 美國影響力：在美國期間，他不僅繼續研究，許多科學家來到普林斯頓與他進行思想交流，促進科學技術的發展，使美國的國力在二戰之後攀登顛峰；此外，愛因斯坦還對政治與社會事務發聲，尤其是在和平運動和反對核武擴散方面。

愛因斯坦的貢獻不僅改變了物理學，還深刻影響了現代文明，至今仍是科學界的重要基石。特別是他從《狹義相對論》處理慣性參考系中的高速運動和相對性問題，延伸至《廣義相對論》(1915年發表)重力如何影響時空結構，從而統一了重力與相對性理論的架構。

《廣義相對論》描繪出「質量-能量告訴時空如何彎曲，時空的彎曲又告訴質量-能量如何運動」的核心思想；換句話說，重力不再是一種力，而是質量與能量導致的時空彎曲現象，物體沿著彎曲的時空中自由運動。〈愛因斯坦場方程〉（Einstein Field Equation, EFE）是廣義相對論的基石，應用於解釋許多物理現象，如黑洞、重力波、宇宙膨脹等，為現代宇宙學與引力理論奠定了基礎。這個理論觸發我的「重力反轉」概念—如若能成，則預期大幅縮短穿梭萬里的時間，將可美夢成真。

四、與莊子的巧合之處

愛因斯坦(1879~1955)的理論涵括宏觀與微觀，大到解釋宇宙的運行規律，細到探索微觀粒子的行為和能量的離散性。莊子(西元前約369~286)的哲學也是「大則瀰漫六合、細則斂入微塵」，兩個相差兩千多年的人之想法頗有相似之處。

少年讀《莊子》時，讀到〈逍遙遊〉中所言：「乘雲氣，騎日月，遊乎四海之外。」強調的是在無邊無際的宇宙中，保持心靈的自在與解脫，超越世俗拘束，達到與天地萬物的和諧；在這種哲學觀點中，莊子並不強調局部的拘泥，而是要從一個更高的視角來理解生命與宇宙的奧秘，與宏觀的視角相呼應，具有相當濃烈的宇宙觀。

莊子的〈知北遊〉論「每下愈況」提及：「道，無所不在。」從螻蟻、稊稗、瓦甓，到「屎溺」(指很小之物裡)，其中又提到：「六合之大，超不出它的範圍；秋毫雖小，也要依賴它構成一體。」—莊子在這裡也提醒我們，不僅要有對宇宙和生命的宏觀理解，也要具備對細節的敏感與深入的洞察。這些與愛因斯坦的「波粒二象性」似乎相近。

愛因斯坦的宏觀與微觀理論，與莊子的〈逍遙遊〉和〈知北遊〉之間，確實可以找到某些類似的感覺，這些類似之處主要表現在「視角的差異」和對「宇宙或自然規律的理解」上。愛因斯坦的理論和莊子的哲學思想雖然出自不同的文化和時代，但它們都有關於如何理解宇宙、人生、以及存在的深刻反思，體現在對「大」與「小」、「整體」與「細節」的同時關注—愛因斯坦透過科學理論展示了兩者之間的內在聯繫，而莊子則在哲學中表達了在宇宙中既要追求宏觀的自由與解脫，也要細察微觀的變化與智慧，兩者都探討了宇宙規律的多層次性，並尋求在宏觀與微觀之間的統一與平衡。

五、親訪普林斯頓

由於從小學就聽愛因斯坦的故事，後來從莊子的哲學中領略到「二象性」其實並不對立，像我賣一粒精細到手都拿不住的「哈多瑁」(eyelet)給美商電子公司，仍然必須製作銅鐵材料/模具/機械/自動化送料設備，而這個細小的零件居然可以在人類挑戰太空時發揮作用；同時，最重要的是它可以使我們「脫貧轉富」。

美國前總統卡特(Jimmy Carter, 1924~2024)決定和中華民國台灣斷交，導致我必須走一趟美國參與「衛星接收器」的研發；1979年1月，我到了普林斯頓去參訪愛因斯坦走過的校園，追尋他的足跡，發思古之幽情。

「非接觸式半導體」發明人訪普林斯頓

愛因斯坦的宏觀理論，體現在他的廣義相對論中，揭示了宇宙的巨大結構，描述了星系、行星、黑洞等天體的運動與相互作用，這是超出我力所能及的範圍之外，只能欣賞。但是，愛因斯坦的微觀理論，在「光電效應」的研究，描述微觀粒子的行為和能量的離散性，卻對我發展「非接觸式晶片」產生了很大的啟發。

此外，1966年7月到1970年10月25日這段期間，被警察打斷纏足小腳的祖母一直躺在我的工作室，以便就近照顧；我有一個夢—就是像祖母身障的朋友能夠有機會站立走路，在「機構方面」肯定沒問題，卻在「動力供給方面」發現並不簡單，期望從愛因斯坦的理論中去發展出「動力晶片」—1990年代參加科技與未來講座者都有看過動力晶片這項驚世的創作。

六、發展「非接觸式傳智晶片」

然而，內人丁玲虹認為解決失業問題比較重要，她在1986年決定創業以解決失業，因為台灣自1980年到1985年產業轉型沒有成功，使得當時的經濟部長趙耀東先生自稱是最失敗的部長；玲虹某日畫了一張圖，命名為〈電子商店系統〉(簡稱TES)，說是未來全球大失業的解決藥方，她的〈假說〉是經由一片小小的「非接觸式傳智晶片」，改變未來交易模式，藉由啟動後台作業而帶動許多的新工作機會—經過30多年的努力，她真的建立了一條全球通用的非現金系統，年交易額高達36兆美元，造福數以億計的創業者，完全符合宏觀與微觀的二象性。

說來兩三句話，但做起來並不容易。由於我知道愛因斯坦的〈光量子假說〉，首先當然是從「光電效應公式」(E=hν)著手，希望在「光與波」之間找出可切入的點；不過，花了三年工夫，卻發現「電磁波」和「無線電波」大不同。二者雖然都是「波」，但電磁波容易遭遮蔽，無線電波則可穿透或繞過障礙物。因此我們在1989年12月29日在經濟日報宣布：「發展射頻轉換器。」

非接觸傳智晶片及其射頻轉換器

當年全世界的半導體大廠幾乎都被我們詢問過，有反應的全部都說：「不可能沒有接觸而能作資訊轉換！」所以，只得由我們自食其力研發，這項名為「富裕台灣」的計畫成功的話，台灣將是「非接觸式半導體」的發祥地，將可主導全球未來主流的科技社會。

雖然，我證明了愛因斯坦的〈光量子假說〉有其侷限性，但是在TES系統中，射頻轉換器發無線電波訊號，這些訊號被對應的「非接觸式傳智晶片」接收。晶片兩端內鍵著一組天線，當它接收到射頻轉換器發射出的訊號時，會將這些無線電波訊號轉換為「電流」，傳智晶片會被這個電流啟動，執行指定的功能—這與愛因斯坦在光電效應中的基本概念類似，即某些物質能夠吸收來自電磁波(無論是光還是射頻訊號)的能量，並轉化為電能，從而啟動或驅動其他電子裝置。

為了建立TES系統中，射頻訊號轉換為電流的基本公式，我們需要從愛因斯坦的〈光量子假說〉中去了解。首先，根據愛因斯坦引用〈普朗克公式〉(E=hf)，可以看出E 是每個光子的能量(或射頻能量)，射頻訊號傳輸的能量可以由波的頻率 (f) 和波長 (λ) 決定，h 是普朗克常數 (h約6.626×10⁻³⁴ J·s)，f是頻率 (愛因斯坦用ν代表頻率f)，光的能量E是與頻率成正比的。根據以上的條件，推導出基本公式如下：

1. 射頻信號轉換為電流

無線電波的能量會被傳智晶片的天線接收，射頻訊號會被轉換為「電流」(I)；假設天線的接收效率為「η」，而天線接收到的射頻訊號的頻率和功率為「P_rf」，電阻為「R」，則接收端的「最小電流」(I_mim)如公式 a。

2. TES系統的射頻總能量公式

TES系統中，傳送的射頻訊號會被傳智晶片的天線捕獲，轉換成電流來啟動晶片。根據能量守恆原理，從無線電波接收到的能量將轉換為動能來啟動晶片運行；因此，並且晶片啟動所需的「最小電流」(I_mim)，天線的接收效率為「η」，電阻為「R」，推導出接收端的射頻訊號具有頻率和功率「P_rf」如公式 b。

3. 射頻能量之間的關係

經過反複實驗，我們確認愛因斯坦電磁波的侷限性，幸運地採集的13.56MHz無線電頻率，這段頻率的訊號能夠穿透障礙物並有效接收，適合TES系統的近場通訊，最初在顯示器出現的數字是「666666」。從實驗中，我們導出射頻轉換器的「發射訊號」(Ptx)有關的天線涵蓋面積「A」，與感應距離「d」呈反比，推導出公式 c。

七、愛因斯坦與我們的際遇

愛因斯坦的研究集中在《純粹理論物理學》，他在1905年(21歲)提出〈光量子假說〉對解釋光電效應的貢獻，直接解決了當時科學界無法破解的難題，具有高度的學術突破性；他的工作獲得了全球學術界的一致認可，在1921年41歲時榮獲諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦榮獲諾貝爾物理學獎

內人丁玲虹(Linda Din)則從1980年(22歲)觀察台灣整個產業的轉型，到1985年都是失敗，居然以一個不自量力的小女子說要發明「社會工程」，用來解決結構性的社會問題。她著眼於應用科技，從人文關懷—解決失業出發，發明了「非接觸式傳智晶片」，並在40歲擔任1998年APEC講師時，贏得電商法案，進一步推動實現「悠遊卡」等便民工具，開啟了非接觸式感應的時代。雖然，此類發明在實用性和社會影響力上極具價值，但應用型科技在某些文化或環境中，往往未被視為與「理論科學」同等的高層次貢獻—雖然我們發明的公式和流程圖遠多於愛因斯坦。

丁玲虹在台北市政府提案促成悠遊卡

丁玲虹在1986年畫出她的解決失業總圖—「電子商店系統」(TES)，把當時的世界歸納為接觸式，當她向全世界與半導體有關的歐美日企業詢問時，包括飛利浦在內的企業全都表示：「非接觸作資訊轉換？不可能！」不過她有個被稱為「巧件大師」的老公，只得自食其力去實現TES系統的長串發明。

我在1979年到美國開發衛星接收器時，美國的朋友對我說：「1966年時，全世界只有你能夠做出符合高精度要求的『愛列多』(Eyelets)，用於阿波羅。」因為我在13歲發明了「ㄇ式複製法」，才能在沒有工具機的條件下，製作出高精度的阿波羅零件。而且，我應用了許多理論，夜校的《物理學》很難考100分以下。1982年我到了瑪特爾，那支高報廢率的芭比腿骨只花了我10秒鐘就改善了。但丁玲虹的發明竟然讓我花費了11年工夫，才做了出來。

等到我們爭取到APEC電商法案，提出ICT倡議，贏得上海IPR約章都已經是2001年了。2001年3月6日，我們在經濟部向官員簡報「ICT的重要性」時，坐著的官員兩眼迷茫地問：「ICT是啥鬼東西？」愛因斯坦在一個對科學家高度尊重的學術氛圍中工作，特別是在西方世界，基礎科學研究被視為國家發展的核心。台灣在政黨輪替後，我們的「富裕台灣計畫」淪為笑話，但是我們的發明卻被貪腐集團所覬覦，導致我們的際遇與愛因斯坦完全不同。

富裕台灣計畫說明會

愛因斯坦的研究基本未受政治與社會干擾的掣肘，他的學術價值能在一個相對純粹的科學環境中得到承認。澳洲政府邀請我們到2006年APEC領袖會議報告最佳實例的進度，我們居然受到海島貪腐勢力的全面杯葛。當我帶著應許突破重圍抵達河內的蘇菲特爾酒店(Sofitel Hotel)時，各國政經領袖不約而同的說：「你們受到『非經濟因素』的干擾，你們被你們的政府迫害了！」我們除了要克服技術難題，還需要面對台灣內部的政治與社會困境—諸如產業政策的不穩定、貪腐集團的壓迫、以及市場上的利益分配不公。

愛因斯坦的成功與我們的遭遇形成強烈對比，主要因為「基礎理論」和「應用創新」在不同文化、時代與體制中的認可方式不同。我們的發明屬於「應用創新科技」領域，雖然為全球建立了通用的非現金交易系統，帶來超過30兆美元的年交易額，造福數以十億計的創業者，卻招來巨大的災禍。

八、結語

台灣在1980-1985年的產業轉型不但沒成功，還使得雄心壯志的經濟部長趙耀東先生折翼；內人丁玲虹以一個女流之輩發明了「電子商店系統」，選用「非接觸式傳智晶片」創造全球通用的非現金系統，她不僅提出個概念而已，更是拉著我自食其力完成這項改變人類歷史的創舉。

愛因斯坦在1905年26歲借用「普朗克公式」 (E=hf)提出〈光量子假說〉，我在1966年即以親手做的精細電子零件售予美商電子公司用於阿波羅，1974年21歲創造台灣的精密工業，1979年26歲到美國開發衛星接收器，我在26歲即已積累了厚實的實作能力及理論基礎。因為，台灣在1980-1985年產業轉型失敗，內人丁玲虹(Linda Din)說要發明解決失業的創新產業(TES)—這項「社會責任投資」(SRI)完全符合宏觀與微觀經濟的視角。其中的「非接觸」概念原本擬採用愛因斯坦的理論，卻發現電磁波有被遮蔽的侷限性，故轉向「無線電波」 (RF)研究，從「射頻功率與電流電壓電阻的關係」 (P_rf=IV=I²R)推導出射頻轉換公式，更把TES整系統所需的各個單元全數發明出來，自1997年帶往APEC發表，歷經6年在APEC的努力，終於使電商產業成為21世紀最重要的民生產業。但是，我們卻遭台灣貪腐集團無止境的攻擊，帳戶被清零、房屋沒了居然還不敢作聲，與愛因斯坦獲得的榮耀相差有如天淵。

1月20日，美國總統川普(Donald Trump)就職演說中，特地定義「Cartel」(卡特爾—指貪腐集團)為恐怖份子，台灣居然發生六級大地震！而從2006年在河內APEC領袖會議中提起的《利馬反貪宣言》，如今已經和《聯合國反貪公約》(UNCAC)連結上，我們相信新黃金世代會有新氣象。我們是電商及非接觸式半導體的發明人，有人建議也應該借助學術與媒體平台告知這段長路的故事，將技術與歷史背景編寫成書，並在國際科技刊物上發表文章，闡述非接觸式半導體技術的起源和演化。進而組織國際會議，舉辦以「非接觸式科技與AI時代」為主題的國際論壇，邀請各國的學者、企業與政府參與，以展示技術對未來的影響力，並強調其源自台灣的事實，並藉此機會重新闡述我們的貢獻。