白光弘教授

江簡富
白光弘先生,一九二一年六月五日出生於台灣嘉義市。一九三九年畢業於台南州立第一中學校,一九四二年畢業於台灣總督府台南高等工業學校(國立成功大學的前身)電機工程學系 。其導師譽田敏雄先生榮任台灣大學工學院電機系教授時,向前陸志鴻校長推薦白先生到台大電機系擔任助教。一九四六年二月正式獲聘,隨即自台南搭乘十個鐘頭的夜班火車到達台北車站。白教授記得現在的懷恩堂附近,當時是一片養豬場;現在的新生南路本校西門附近,有條小木橋橫跨瑠公圳,過了小木橋才進入台大校園 。當時的校園裡只有狹窄的碎石子路,寬闊的椰林大道還不存在;館舍僅有現在的植物病理學系館、舊圖書總館、農化館、文學院、行政大樓、園藝系館、農業綜合館及機械舊館。當時的土木、機械、電機和化工四個學系共用的工學院大樓就是現在的機械舊館。現在的土木工程學系館址當時有一排簡陋的木造教室;每當下大雨時,從屋頂流下的雨水常淋溼教室內的黑板而無法上課;師生們只好無奈地望著窗外四處的農田、農舍及辛勤耕耘的農夫;白教授至今還常憶起水牛耕田及白鷺鷥點綴農田的悠然景色,回味無窮。半個多世紀來,大約每十年一波的館舍新建及擴建工程,使台大校園愈來愈充實而壯觀,台大的校門及行政大樓則一直維持原貌。
台大頒發給白先生的第一張聘書由當時的代理校長羅宗洛教授署名,第二張聘書則由陸志鴻校長署名,底薪為175元。當時上課所使用的語言有國語、台語、英語及日語。白先生因為從小接受日本教育,一九四六年25時歲才開始學習ㄅㄆㄇㄈ;剛到台大前幾年不易完全看懂公文,相當辛苦。當時電機系採用的教科書是由美國一流大學出版、在大陸印製的原文書;一本教科書售價約美金一元(台幣40元),印刷粗糙。白教授回想當時本系的學生水準很高、非常用功、樸實且尊師重道,令人懷念。
馮簡教授於一九四九年十二月就任本校電機系教授;為提倡電波科學之研究及實際應用,設立電波研究室,同時又兼任交通部電波研究所所長。馮教授整修從重慶帶出來的手動電離層觀測機和短波寛頻帶天線,量測台北高空電離層E、F1、F2層的臨界頻率,藉以推算並繪製電離層的MUF預測曲線,送發軍用及民用短波電台使用。當時操作的電離層觀測機裝設於現在的機械舊館內,而天線則架設在現在志鴻館位址上的空地;參與的工作人員包括白先生、黃鐘洺先生、馬志欽先生(已故)和黃胤年先生。
白教授於一九五九年奉馮簡教授指派,到日本東京都小金井市郵政省電波研究所,實習電離層的理論與自動式電離層觀測機、短波寛頻帶天線和短波頻率之實際應用,爾後再赴京都大學工學部及九州鹿兒島山川電波觀測所研習,共計一個月。
白教授於一九六○年榮升教授。於一九六七年,先後獲邀擔任美國科羅拉多州立大學電機研究所客座教授及日本東京大學工學部電子工學科客座教授。
自一九六八年起,電波研究室承蒙外交部、國防部和台灣大學核准,並獲得美國駐華大使館、美國伊利諾大學電機系葉公節教授的協助,開始與美國空軍劍橋實驗室(U.S Air Force Cambridge Research Laboratories)合作,進行「接收衛星訊號測試電離層電子密度與閃爍」的研究。爾後又接受國科會的補助,探測高空大氣層的物理動態;九年期間持續進行太空通訊的學術研究。電波研究室為推展微波天線的理論設計和實驗工作,獲得當時的工學院院長虞兆中教授和土木系系主任的同意,借用現在土木工程學系四樓的一間教室,設置微波天線測試實驗室;並爭取國科會的研究補助,採購美國Scientific Atlanta Co.製造的天線特性測試裝置、拋物線形天線、號角天線及各式零件。隨後自製微波螺旋天線(helical antenna),並測試該天線的特性。期間李學智先生曾參與電離層電子密度與閃爍研究和微波天線特性測試研究,提供許多協助。
一九七一年十月,由國防部和教育部共同經營的中華電視台(CTS)順利開播。當時華視廣播的節目中除了一般商業性節目外,尚有獨家的教育節目。一九七六年,中華電視台工程部擬使用微波中繼技術,從台北本台經三義火炎山再經小雪山微波發射站,向全省同步廣播彩色電視節目。國防部同時要求華視工程部將彩色電視節目跨海轉播至金門島,並播送莒光園特別節目。教育部及本校工學院院長鍾皎光教授推薦白教授,以顧問的名義協助中華電視台進行相關的籌備工作。白教授隨即赴幾個世界著名的電視廣播電台參觀訪問;並前往台灣南部,考察交通部枋山至香港的越地平通信台(over-the-horizon transmission),訪視該台的系統設施與巨型天線;後來評估該系統不適合華視擬進行的彩色電視節目跨海轉播。
最後考慮在海拔高度3,007公尺的小雪山山頂,用1.93 GHz和1.958 GHz兩個頻段的微波信號,傳送彩色電視節目到金門島214高地的接收台,傳播距離為265公里;再合併採用空間分集 (space diversity)和頻率分集 (frequency diversity) 兩種技術來接收信號。這種接收方式在當時的文獻上未曾發現,當時的承包商「遠東電器工業股份有限公司」和日本「冲電氣工業株式會社」的工程師都表示驚訝。受限於當時的兩岸關係,本項工程內容在學術界不能發表,殊為可惜。當時有些單位並不看好這項工程;但從海上電波傳播路徑側面圖觀察,海上反射點到直接波的垂直高度約有100公尺,工作頻率1.958 GHZ對應的波長為15.32公分。根據這兩項數據計算,該傳播路徑為完全視線距離內(LOS)的路徑。白教授遂向中華電視台建議採用本系統,而後獲得國防部的同意;白教授隨即赴小雪山、火炎山及金門實地勘查。該系統於一九七六年動工,而於一九七八年完工並開播。當時的金門劃屬戰地,一到晚上便一片漆黑;民眾缺乏娛樂活動,常聚集在村內有電視的地方,作為休閒。華視設置的彩色電視節目跨海微波轉播站,讓金門鄉親受惠無窮。本系統直至一九九七年為止獨播華視節目,以後才轉播台視及中視兩家友台的節目。
一九七六年教育部創設空中大學;為了順利開播,工程部經核准使用UHF 33至36四個頻道。白教授與當時的工程部張副理和幾位幹部商量後,決定組合應用日本NEC公司製造的高輸出功率30 kW UHF電子調速管(klystron)和美國Andrew公司製造的UHF槽型天線。後者為slot天線加上Yagi天線的混合型態,白教授與張副理二人並赴紐約長島(Long Island)的Bogner天線公司製造廠,確認該天線的工作原理。後經華視當局同意在全省七個華視UHF發射站裝設該天線,其中竹子山發射站的發射機ERP高達1,702 kW。
一九七七年,白教授應教育部社教司邀請,協助設計並完成本省東部環島教育廣播電網中的花蓮、玉里和台東廣播台。一九七九年應邀參與內政部警政署全省防情系統的策劃,應用微波、UHF及VHF通訊網連繫全省各縣市的警報網,順利完成並獲頒內政部二等獎章乙座。
白教授擔任我國中央研究院國際無線電科學聯合會代表,出席多次國際學術會議;並於一九七二至八二年間,擔任交通部電信研究所、中華電視公司、內政部警政署、國防部電訊發展室、國防部情報局、行政院新聞局等單位的顧問。
一九八八年以後,白教授在國防部電訊發展室,對軍校學生講授必修課程「衛星通信」多年,並協助建立衛星訊號接收台。
一九八九年,白教授應行政院新聞局廣電處邀請,訪查全省公、私立廣播電台,檢驗其工程設施,教導新設電台改善其工程設計,包括FM、AM廣播天線等;並前後訪問參觀日本(一九九一年七月)、英國、法國、德國(一九九一年九月)等國家的廣播電台。
白教授以 “To dream an impossible dream”做為從事尖端科學者的箴言;對太空科學、衛星通訊深感興趣,曾多次參觀訪問國外太空科學研究所及衛星火箭發射基地。一九七二年三月應美國國防部空軍劍橋實驗室的邀請,赴挪威奧斯陸(Oslo Norway)出席聯合衞星研究發展委員會。一九七七年六月獲得美國國家航空暨太空總署(NASA)華盛頓總部的同意,訪問加州龍伯(Lompoc CA)美國空軍范登堡基地(Vandenberg Air Force Base, WTR) ,參觀衛星、火箭及太空梭發射基地。一九七八年八月應邀訪問日本宇宙開發事業團(NASDA)東京總部暨種子島衛星發射基地、筑波宇宙中心、東京大學宇宙航空研究所總部(ISAS)暨內之浦衛星發射基地、郵政省電波研究所總部暨鹿島宇宙通信中心、國際電信電話株式會總部(KDD)及技術研究所。二○○○年四月再度訪問日本宇宙開發事業團(NASDA)筑波宇宙中心,參觀新型強力H-2A火箭的研發;另參觀國際合作太空站(International Space Station, ISS)日本負責的加壓式實驗測試房(KIBO)和曝露式儀器區。二○○一年六月獲得JPL NASA的同意,參觀建立在加州摩哈比沙漠 (Mojave Desert ) 內的外太空通訊網(Deep Space Network, DSN)接收站,該站負責接收飛越木星、土星及天王星的航海家太空艙(Voyager)傳回地球的微弱訊號;另參觀外太空的動態相關接收設備與各類記錄設施,包括直徑64公尺的不對稱雙曲線型天線在內。
全球化、即時性、數位化是現代通訊科技發展的趨勢。任何無線電通信專家在五十年前只能夢想的小型攜帶式微波發射機(手機)和散佈在地球高空的衛星網(satellite constellation )終於實現。白教授認為這是一件嚴肅的無線電通信科技發展事實。
白教授記得故錢思亮校長的一句話:「我很憂心先天不足的工學院未來發展」。錢故校長時代的工學院,無論是建築、圖書、儀器設備都不如其他學院。現在的機械舊館建於第二次世界大戰期間,長長的藍黑色大樓,就是當時土木、機械、電機、化工四系共用的大樓。譽田敏雄教授、陸志鴻教授、馮簡教授的辦公室、電機系交直流發電機、電動機、變壓器、繼電器、學生實驗室、電波研究室、電離層觀測室和工作人員的研究實驗室均擠在一樓。歲月如流,二○○二年的台大電機系已成長為電機資訊學院,像一棵樹從樹根長出樹幹、樹枝,再發蕊、開花、結果,愈來愈茁壯。
白教授偶而散步經過椰林大道傅鐘旁,欣賞具有歐洲優雅風格的文學院大樓前庭;遙望新圖書總館旁的圓頂鐘樓,宛如象徵美國加州柏克萊大學(Berkeley University)的鐘塔;舊景依然的行政大樓,在春天盛開的杜鵑花陪襯下,半個多世紀來不知伴隨過多少學子被攝入鏡頭。白教授自進入台大半個多世紀以來,和大家一起經歷國內外的無數變化,自覺能夠在寧靜的校園裏教學、研究是一件值得珍惜的幸福。除感謝政府和學校的照顧外,也感謝上帝賜給小康的身體。
白教授於一九八八年七月67歲時榮退,共在台大服務45年6個月,現為電機系名譽教授。著有「電離層與短波通信」、「微波通信系統」、「衛星通信」、「天線原理及應用(上、下)」、「太空通訊原理」等專書。
(2002-8-30白光弘教授提供資料,江簡富整理,2002-11-25白光弘教授校對)
江簡富,電機系1979年畢業,現任台大電機系暨電信研究所教授。