臺大電機系史(上)

臺大電機系自1945年創立,2015年欣逢成立70週年,除舉辦一系列系慶活動外,並組成系史編輯委員會編撰系史。本刊節錄系史中「序」及「沿革」與系友分享。由於篇幅較長,將分兩期刊出。 

(9-1)台大電機系史封面

 

臺大電機工程學系從1945年創立迄今,培育了無數的菁英人才。走過七十年,在歷任系主任的領導下、全體師生及畢業系友的共同努力下,本系始終扮演著國內電機工程教育龍頭角色,是臺灣絕大多數理工領域學生心中的第一志願。2015年QS世界大學排名(QS World University Rankings)中全球電機工程科系聲望排名,本系從去年第二十名,躍升至今年的第十五名,在外界眼中,臺大電機工程學系不僅享譽盛名,在國際學術界上也早就是一個品牌。

為了紀錄系上這一路走來所面對的挑戰及發展歷程,以告知後進,早在1993年2月,許博文主任任內便委請李茂煇教授擔任系史編輯委員,著手蒐集並整理系上各種資料,歷時兩年,在1995年12月正式完成第一版系史撰稿,全文約一萬字,並刊登於臺大電機系五十週年特刊。2000年11月,為配合校方校史編纂,當時的電機資訊學院許博文院長委請王維新主任組成編輯委員會,邀請十三位教授參與,由鍾孝文教授主筆,系辦鄭秀娟及賈咏如小姐協助,並由系友熱心提供照片下,著手進行第二次系史編纂,大幅度更新內容,於2001年7月完成,奠定了目前系史的基本架構。

今年欣逢臺大電機系七十週年,系上於2015年1月委請劉志文副主任及邀請四位教授組成系史編輯委員會,並在電機系十個教學研究分組召集人的共同協助下,著手進行第三次系史編纂;此外並委請簡韶逸副主任,基於所修訂之第三版系史,指導五位大學部學生製作動態版之電機系70年回顧影片。有了第二版系史的基本架構,本次主要工作除了小幅度補強2001年以前的內容外,主要是增加過去將近十五年來系上的變化,完整呈現電機系這七十年來發展的整體面貌。而近十五年,也正是電機系快速成長茁壯最重要的階段,無論是師資規模、培育學生人數、重要成就、及國際聲望等,均足以媲美國外一流大學,這在外在環境及相關資源均難以跟國際頂尖大學抗衡的情況下,有這樣的成就更是不易。走過過去,展望未來,期許全體同仁齊心協力、繼續努力,讓臺大電機系的金字招牌永遠發光發亮。

最後,對於所有參與之所有教職員同仁的辛勞,在此獻上最誠摯的感謝。

系主任廖婉君 敬識

2015年12月31日 

一、沿革

電機工程學系之前身,為日據時期之「台北帝國大學工學部電氣工學科」(成立時間為1943年5月)。台灣光復後,於1945年11月改制為國立臺灣大學工學院電機工程學系。改制當時僅有曾啟新、余耀南、楊進順三位教授(後任第二任系主任的李舉賢教授則於1947年加入電機系師資陣容),首屆招收學生(1946年8月)約30人,其中有一半學生來自中國大陸。當時全系教學分為電力、電訊兩組,大部分學生均為電力組,而電訊組只有五人。而後歷經十九位系主任前後七十年間篳路藍縷的默默耕耘與領導,始得到今日21世紀的規模。如今(2015年),臺大電機系共有約120位專任教師,大學部畢業生每年二百餘人,在學學生含碩博士班總計則達二千餘人,堪稱是全國規模數一數二大的科系,每年投入產業界與學術界的大量傑出畢業生,更對社會造成了不可磨滅的正面影響。

1945年11月臺大電機系改制成立之初,由曾啟新教授擔任第一任系主任。當時地點設於現今之新生大樓位址,原為木造的日本式建築,並與土木系共同使用(按:臺灣大學當時校內建築物甚少,自校門口進入椰林大道左側(即北側)僅有三棟木造建築,依序為農學院、工學院、與化學系。由於時值國民政府接收台灣之初,經濟狀況遠不如今日,因而上課的教室老舊,下雨天會漏水,所有設備亦都極為簡陋,沒有實驗室,今日十分普及的示波器等基本儀器都付之闕如,師生相當辛苦。但即使如此,1947年8月仍擴大規模,成立碩士班。只是由於當時環境背景等諸多因素,成立碩士班後並未立即招生。真正開始招收碩士班研究生則是到了十七年之後(1964年8月)。

 

 

圖1.1 1960年代新生大樓教室甫落成時的外觀(後旋即增建為五層樓建築)。原址在台灣光復初期時之木造日式建築已無從考據,但曾經是電機系改制成立時(1945年11月)最早之所在地。(資料來源:53年度國立臺灣大學概況)。

 

1949年,畢業於日本東北大學的李舉賢教授接任第二任電機系系主任,原任曾啟新教授則轉往省立台南工學院(註:今國立成功大學)服務。李主任於任內期間,在資源十分有限的情形之下,仍持續推動電機系的發展,包括在當時的木造建築一樓,設立了電機系最早的兩間實驗室,可謂是國內電機領域研究的濫觴。五年後(1954年),盛慶琜教授接任第三任電機系系主任,除於次年(1955年8月)推動增班為本地、僑生各一班之外,更於任內工學院大樓落成後(註:今土木系系館)遷入電機系大部分實驗室。前已提及,在該年代電機系只分為電力、電訊兩組,前者攸關台灣全島電力系統的架設,後者則司短波遠距通訊所利用之地球上空電離層的變化資訊(註:此係因當時並無衛星通訊之故)。值得一提的是在電訊方面,臺大電機系馮簡教授與白光弘教授先後主持的電波研究室,前後十多年對國內廣播、通信、及電視廣播之建設貢獻良多,也使其後三十餘年臺大電機的電波通信領域一直居於領先地位,學術成就備受國際上的肯定與推崇。

 

圖1.2 1960年代時期的工學院綜合大樓,當時電機系大部份是在此棟建築的一、二、三樓西半邊(圖中左側),另一部份由白光弘教授主持的電波研究室,則在機械館的一樓使用三個房間。照片中的建築物如今(2015年)由土木系使用管理(資料來源:1964年國立臺灣大學概況英文版)。

 

1963年8月,許照教授接任電機系第四任系主任。在長達九年的任期之內,許主任推動了多項重大的建設性措施,奠定了日後電機系持續壯大的基礎。首先是同年許主任推動臺大電算中心之成立。中心位址初設於現在土木系館二樓的西側,亦即當時電機系之所在位置,1970年設於電機一館四樓,後於1982年資訊工程館(按:現為臺大計算機與資訊網路中心)落成後遷入該址迄今(2015年)。前兩任主任分別為電機系姜泰祺教授及張煋教授,第一部電子計算機IBM 1620則係向國際商業機器公司(IBM)租用,在1964年5月運抵台灣,並於測試情況良好之後,於同年6月22日正式啟用。同時電機系為協助臺大校方人員明瞭計算機的原理與應用,於1964年暑假期間成立第一期電子計算機講習班,為期六週,為國內第一個由大專院校辦理的電子計算機講習班。不久後,臺大電機系電子計算機講習班成為經常性舉辦的課程,並且講習對象由校內擴大至校外相關機構以及社會大眾,累計參與培訓人員超過四萬五千人次,獲得結業證書的學員有二萬六千餘人。一直到21世紀初電腦與資訊科技普及於大眾生活中,電子計算機講習班才逐步功成身退。

 

圖1.3 1960年代許照主任(右一)與江德曜教授(右二)指導研究生設計中文逐字快速印字機的情形(資料來源:臺大電機系五十週年系慶特刊)。

 

其次是電機系所規模的持續擴大。大約在此時期(1960年代),由於電力系統與電波通訊對國內科技發展不可或缺的重要性,臺大電機系自1970年起成為大學聯招理工類組志願排行榜的第一名,並於日後維持長年的領先。1964年8月,成立已久的電機研究所碩士班開始招生。當時首屆學生只有一位,便是後來成為臺大資訊工程學系創系的首任系主任李學養教授。1968年8月,電機研究所博士班成立並正式招生,並於1972年產生首位博士班畢業生,即日後擔任電機系第八任系主任的陳俊雄教授。1969年8月,電機系擴編為三班(含兩班本地生與一班僑生)。隨著人員素質的日益精良和人力資源的逐漸充裕,臺大電機系之教學與研究便開始進入新的境界。

圖1.4 臺灣大學的首部電子計算機IBM 1620(資料來源:53學年度國立臺灣大學概況)。當時一台兩萬單元記憶器(20K bits memory)的體積比現在教授研究室用的辦公桌還要龐大。

許照主任任內另一個關係電機系日後發展的重要里程碑是電機一館(英文名稱David Rines Electrical Engineering Research Laboratory,參見以下說明)的落成。當時許照教授和旅美學人麻省理工學院電機系朱蘭成教授、伊利諾大學葉公節教授及康乃爾大學童華駿教授聚在一起,從國家人才的外流談到國家科技未來的發展,從此確立了「建立一座電機大廈」的計畫。希望構成一個科技的磁鐵,足以把高科技的人才留在國內,讓電機科學的花朵綻放出來。1966年,許照教授在赴麻省理工學院講學時將此構想告訴美國的電機系系友,立刻引起了很大的回響,貝爾實驗室田炳耕先生和他的上司捐出該實驗室的三十件儀器;麻省理工學院的Dr. Robert Rines也捐出五萬美金,紀念他的父親David Rines;美國的IBM公司也考慮捐贈;張煦博士也將他在科學研討會講學兩個月所得的報酬1500美金捐出;在美國的電機系系友更組成了校友會,每年推派成績最好的四人回國講學,幫助後進學習最新的電機知識。同年,許照主任也將徐氏基金會委託完成十二本電機學基本知識的酬勞獎金美金12000元悉數捐出,作為電機大廈的興建經費。在許主任多方奔走、國內外系友紛紛捐款之下,電機系終於獲得臺大校方的認同與支持,在校方撥與配合款後,於1968年1月由臺大校長錢思亮主持電機一館動土典禮。1969年6月,電機一館落成啟用,是當時難得一見、本校第一棟的中央空調建築,同時也是臺大首度經由募集捐款所完成的建築。但儘管如此,電機一館興建時,朱蘭成教授便曾對許照主任說過:「如果臺大電機系十年後仍在這個建築內,則臺大電機系沒有前途」。此語也引發出了後人繼續興建電機二館的構想。

 

圖1.5 1960年代時期的電機系電子實驗室(資料來源:1964年國立臺灣大學概況英文版)。

 

電機一館落成時的規劃包括內裝的中央系統冷氣一套、視聽教室、小教室、辦公室、圖書閱覽室、研究室、實驗室、以及當時最新的第三代計算機(取代當時已略顯老舊之IBM 1620計算機),在當時可說是最完善新穎的研究大廈,得以容納較多大型的研究設備,這對電機系1980年代的長足進步,有著深遠的正面作用。

 

圖1.6 電機一館外觀(1976年)。此時距落成啟用已有七年之久(資料來源:66學年度臺灣大學概況)。

 

圖1.7 1970年代電機系所使用之法拉第旋轉測試用人造衛星信號接收系統(資料來源:民國60年國立臺灣大學研究所概況)

 

馬志欽教授於1972年接替許照教授成為電機系第五任系主任,是首位由本校畢業生出任之電機系主管,並且在任內積極推動包括計算機科學在內的諸多科技發展。1973年5月,馬志欽主任商請郭德盛教授及李學養教授籌組資訊工程學系。1977年8月臺大資訊工程學系成立,李學養教授出任首任系主任,並旋即成為大學聯招理工類組排行榜上僅次於臺大電機系的第二志願,並且維持至約2001年左右。至此,更多優秀高中畢業生得以接受電機資訊相關領域訓練,並以此專業素養貢獻社會。

 

 

圖1.8臺大資訊工程學系初成立時(1977年)之招生簡介。

 

1973至1974年間,在江德曜教授帶領之下,臺大電機系與美國王安公司簽下第一份國際合作計畫,利用王安印字機發展世界第一部點陣式中文印字機(該項成果日後成為臺灣大學慶齡工業研究中心成立後第一號研究報告,至今仍存於工業中心資料室。有關慶齡工業中心演進部分,以下尚有概述)。同時為開拓半導體領域教學研究,也在遠東關係企業徐有庠先生所提供的臺大「遠東關係企業講座」名額下,邀請IBM公司何宜慈先生來系,配合慶齡工業研究中心與國科會經費,協助設立半導體實驗室與厚膜實驗室,奠定了臺大電機系半導體教學之基礎。

 

1975年第六任系主任由郭德盛教授接任。有鑑於電機一館落成時間適逢大學部增編為三班,人員與研究設備的擴充勢必使電機一館的空間不敷未來使用,遂於1976年5月提出興建電機二館之規劃。1976年8月,電機研究所對外改以甲、乙、丙、丁四組招生,並細分為電子電路、固態電子、電波、通訊、電力、控制、與計算機七個教學分組。隨著分組愈趨精細,報考電機研究所的學生日漸增多,由原來碩博士班學生只有20人的小型研究所,發展到百人以上的規模。此舉促成了本系研究所的加速壯大,對於空間的需求也因此與日俱增。雖然歷經郭主任六年的系主任任期(至1981年7月),電機二館第一期建築經費才正式列入臺大71學年度預算,但較之電機一館系主任宣導與系友捐款的艱辛歷程,電機二館興建的過程仍算是順遂了不少。

 

郭德盛主任任內另一件值得一提的是慶齡工業研究中心的正式運作。工業中心的歷史,應回溯到許照主任時期,當時許主任任內即開始醞釀工業研究中心之成立,以從事工業研究發展。但一直到了1975年3月馬志欽主任任內,推動臺大校方與慶齡工業發展基金會簽約合設工業中心,兩年後(1977年3月)正式啟用,並且由電機系馬志欽教授擔任首任中心主任。在政府與學校經費不甚寬裕的當時,慶齡工業中心所提供的經費與空間支援,對於工學院各系所的研究發展,可謂貢獻良多。

 

圖1.9 座落於基隆路三段的慶齡工業研究中心大樓(資料來源:81年度國立臺灣大學概況)。

 

隨著人員的擴充,設備方面自然也需要配合更新。1977年,在電機系系友洪敏弘博士相助之下,洪建全文教基金會捐款新台幣五百萬元設立了電子電路實驗室,並由李舉賢教授主持,成為當時本系第一個最完善之教學研究實驗室。除此之外,教育部亦支援系上於1981年購買了VAX 780迷你電腦,自此電機系學生與計算機講習班學員開始使用獨立之電腦主機,得以結束與臺大計算機中心共用主機的不便。1980年,更設立電波無反射實驗室,推動已具有強大理論背景基礎的電波組在實驗上的支援。

 

1981年,于惠中教授接任第七任電機系系主任。在短短兩年任期之內,于主任除了盡力提升教師素質,爭取教育部經費以補助本系講師出國攻讀學位之外,並承接前任主任郭德盛教授所傳承的擴建電機系教學研究空間使命。1982年,教育部撥款新台幣五千二百五十萬元,電機二館第一期工程順利動土施工。同時,有感於計算機科技的日趨成熟,電腦與自動化技術勢將對未來工業產生革命性的影響,電機研究所教學分組便於1982年8月增加CAD(計算機輔助設計)組,對外則仍分四組招生。

 

圖1.10 電波無反射實驗室一隅(資料來源:78學年度國立臺灣大學概況)。

陳俊雄教授(臺大電機系首位由本系研究所產生的博士)於1983年接任于惠中教授成為第八任系主任。陳俊雄主任任內極為重視系上的研究風氣,在推動本土研究方面自是不遺餘力。首先是與系上同仁建立共識、並逐一拜訪,要求教師們努力申請研究計畫、爭取研究經費,而非僅止於教學。為了對於研究成果採取從嚴認定的標準,陳俊雄主任在李琳山教授與張進福教授的協助下擬訂了「論文計點辦法」,要求師生努力從事研究工作。同年並開始出版臺大電機系的「研究成果目錄」,藉此鼓勵教師努力爭取研究經費並發表論文。在陳教授之後的幾任系主任,則亦採取同樣的辦法持續提振系上的研究風氣。

 

1983年,電機二館一期工程開始動土施工。值得一提的是在規劃初期,校方曾經要求當時的系主任于惠中教授將原先預定的三千五百坪減為一半。但在陳俊雄主任等人推動研究風氣的努力之下,電機系每年成長的研究成果終於逐漸擺脫臺大工學院「以力學為主」的印象,始獲得校方的支持,得以依照原規劃進行二千二百餘坪的一期工程。1985年8月,電機二館東半部落成,並於次年(1986年)1月遷入使用。

 

圖1.11 電機二館一期工程(東半部)甫落成時的外觀,西半部的二期工程(照片左側)此時尚未出現。地面猶可見到施工的痕跡(資料來源:75學年度國立臺灣大學概況)。

 

1985年,張進福教授接任電機系第九任系主任。前已提及電機系的研究風氣,從陳俊雄主任開始鼓勵推動,而張進福主任則緊接其後。由於教育部重點科技政策之推動,電機系在師資員額方面獲得了遠較以往寬裕的空間,張主任於此時機落實了教育部延攬師資與國科會獎勵研究的政策,使得本系在師資延攬上獲得大幅度之成長,更為電機系帶出嶄新的風貌。本系注重研究的特質,大約在此時開始形成,而陳俊雄與張進福兩位主任,扮演了關鍵的角色。1985年,電機系在國際水準期刊上所發表的論文數,成長至四年前的2.4倍。研究所學生人數則已達碩士班206人與博士班36人。臺大虞前校長兆中,在其著作「臺大與我」一書中,特別引錄了張主任和虞校長於1986年的書信往返,也道出了電機系脫胎換骨的轉折經過。虞前校長在信中讚揚「陳教授付出的心力終於開花結果,而且接棒有人。系內的學術氣氛已經形成,這是十分寶貴的」。

 

圖1.12 1985年前後電機系所研發的超高速數位光纖通信系統成果展示。

 

1987年8月,吳靜雄教授接任電機系第十任系主任。同時,電機研究所增設光電組,對外並將以往各教學分組獨立,改分為九組招生。吳靜雄主任任內首先設立了系所務發展委員會,負責規劃系所長期發展,由系內教師互選產生委員,並由系主任擔任召集人。由此,電機系所的發展方向得以在領域平衡與重點支援兩方面獲得具有前瞻性的考量。同時,前主任張進福教授大力協助電機系爭取電機二館西半部第二期工程預算,並在吳主任任內完成初步規劃(1987年12月),而在1988年8月正式列入校方預算。1989年8月,電機研究所增設醫工組,自此對外分為十組招生。

 

電機系第十一任系主任由李嗣涔教授於1989年接任。次年(1990年9月),吳靜雄教授於系主任任內所爭取的分子束磊晶實驗室正式設立,加上吳主任任內重新整修的無塵室,半導體領域尖端科技之研究得以順利推動。此外,1991年11月經系務會議通過的電信研究中心於1992年3月成立,由吳靜雄教授任首任電信中心主任;同年(1992年)8月,由李嗣涔主任推動之光電所碩士班成立,由張宏鈞教授任首任所長,電機所光電組碩士班則轉由光電所招生。另外,1991年11月,系務會議時李主任提出研議改制設立學院之構想,並委請當時任副系主任的許博文教授負責規劃。1992年4月,許教授提出規劃書,經系務會議通過,結合工學院相關單位,籌劃設立電機學院,此時「大學部教學維持不分組,研究所細分專業領域」的一系多所架構形成,並納入電機相關領域的長程規劃之中。1992年6月,工學院院務會議通過設立電機學院,成為國內有系統推動電機資訊領域研究發展的濫觴。事後臺大電機學院雖然遲至五年後(1997年8月)才正式成立,但此時所形成的理念立刻影響國內學界,各大學院校紛紛起而效法,參考當時臺大電機系之設院計畫書而先後成立電機資訊學院。約在2000年前後,「電機資訊領域系所構成獨立學院」已然成為國內各大專院校行政體系的趨勢。而臺大電機系開此風氣之先,影響至為深遠。

 

圖1.13 成立於1990年9月的電機系固態分子束磊晶實驗室。該實驗室之後另增添氣態分子束磊晶系統,半導體領域設備更臻完善。

 

1992年,許博文教授接任電機系第十二任系主任。由於「論文計點辦法」已實施多年,對於期刊認定及點數計算有進一步調整必要,乃成立學術委員會專責研討。也是大約於此時,本系的研究水準獲得學生的青睞,大學部畢業的學生留在本系進修碩博士學位的人數開始逐年攀升,短短數年間,選擇國內進修而非出國留學攻讀碩士的比例甚至遠超過半數,形成了始料未及的可貴人力資源。另外,當時因繼續推動設立電機學院,且適逢電信政策解嚴,相關產業蓬勃發展,許主任認為有必要先行推動設立電信工程學研究所,並於1993年3月通過校務會議。同年8月,電機二館二期工程(西半部)完工,自此前後歷經七任系主任、使用空間達四千八百餘坪的電機二館正式宣告全部落成啟用。一樓東側約五百坪用地,自一期工程完工後(1985年8月)即由工學院圖書館使用,至1998年11月工學院圖書館遷入臺大新總圖書館後,方從工學院交予電機學院,並於2000年5月改建完成啟用。在此時期,電機系的研究成果已相當優異,加之各項發展與建設,使得臺大電機系於1993年12月,接受由教育部委託中國電機工程學會辦理之電機資訊相關系所評鑑中,獲得「脫胎換骨」的極高評價,臺大電機系在國內首屈一指的聲望亦隨之屹立不搖。

 

圖1.14 電機二館二期工程甫完成時的西側大門外觀,攝於1993年。原電機一館在三年後(1996年8月)規劃作為以大學部實驗為主之使用,此後行政、教學、研究等主要活動則均在電機二館進行。