撰文:張丞漢同學

首先，感謝彭教授願意給我和另一位剛升大二的同學這個寶貴的機會，讓我們有機會可以去東京大學物性研究所進行參訪學習。原先修習彭教授開設的光電實驗只是由於電機系十選二的制度是高年級的有絕對優先權，因此深知不可能選到如數位電路實驗般被轟搶的課程，我選擇了一個我認為有機會選上並且感興趣的。因此，我認為實在是因緣際會下才能有如此寶貴的機會。

在光電實驗的課程中，我們也確實有操作到了許多之前從未接觸過的實驗器材和元件，彭教授也說過有電機系的學生學了許久的電子學，卻在光電實驗才第一次看到電晶體本尊。一學期的課程下來，也讓我長了許多見識，學到了很多實驗操作相關的知識，也讓我對於光電和固態物理這些未知的領域有了更進一步的好奇，因此當彭教授提出要不要去東京大學物性研究所參訪時，我便認為可以去看看。

在出國之前，也曾擔心過會不會有先備知識不足所以聽不太懂得機會，這樣的話好像浪費了一個本該可以給另一個在這個方面比較有涉略的人的機會。然而，在詢問了彭教授是否有什麼是我可以在出發前事先閱讀或學習的東西時，彭教授說沒關係，在出發前會幫我們上幾堂課，讓我們可以聽懂那些教授們的研究領域。事後回頭看，確實如教授所言，出國前的幾堂課為理解研習時的諸多問題減輕了不少負擔，因此在此呼籲所有看到這篇心得文的學弟妹，不用過多擔心這個問題。

搭飛機抵達日本過後，我們便搭乘交通運輸一路趕往東京大學的柏校區，也是物性研究所的所在地。由於是11月前往日本，因此天氣相當寒冷，需要穿厚一點的衣服和外套，而在抵達柏校區後，內部的一棟棟建築顯得相當莊嚴肅穆，建築物的分布也看起來相當的乾淨整潔，井然有序。後來，教授給了我們房間的鑰匙讓我們回房間休息，我才知道原來是一人一間房，可以說是給足了私人空間。進入房間後，內部雖說空間不算大，但應有盡有，甚至還有冰箱和一個書桌跟可以滑動的椅子，浴室內也有浴缸可以泡澡。整體來說，我會認為條件是比BOT雙人房還要好的。因此，還未開始研習，我便已經對東京大學充滿了好印象，也對接下來的課程滿懷期待。

圖一、Guest house房間

隔天早上起床後，帶著期待的心情，我們便一起前往了物性研究所的建築。進去後，第一件令我印象深刻的便是地面和牆壁都相當的整潔，像是每天都有人打掃一樣，並且內部空間也相當大，也似乎印證了日本人愛乾淨不只是刻板印象。最開始，先由他們的所長廣井善二介紹了那裡的歷史和設立原由，接著便是由秋山英文教授介紹了為什麼會有這個計畫。據說秋山教授所言，似乎是他認為在台大電機系中，教授們和業界的連結較為緊密，而彭教授因此幫他解決了一個研究器材上的難題，因此覺得應該和台大電機系進行交流。他也開完笑表示，若是要他現在想辦法連絡某個大公司的CEO，他自己也做不到。

接著，便進入了幾個教授介紹它們研究領域的環節。前兩位教授的研究領域分別是Spintronics和二維材料，雖說對於現在的我來說，光是跟上就已經非常吃力，但一個小時下來，我還是認為收穫良多。雖然仍然有不少東西是沒有想通的，但教授們已經用相對平易近人的方式進行介紹了，只需要有比普通物理學多一些的基礎就可以聽懂。

令我印象比較深刻的是後兩位教授，都是做和生物相關的領域。第一位教授在介紹他的研究領域時，提到了一個我聽了很多次卻聽不太懂的英文單字，在詢問AI一些可能後，才發現原來是視紫質的英文，Rhodopsin。這位教授說他們利用某種菌去生產視紫質，再把他拿來作為發光的原料，想辦法去控制發光的波長。這也喚醒了我沉睡的記憶，夢迴高中生物的課堂上，格外的引起我的共鳴，也讓我聽的津津有味。

第二位和生物領域相關的教授似乎是透過螢光，去觀察肌動蛋白和肌凝蛋白在我們體內的移動，還有粒線體是如何在細胞骨架上移動的，在聽的同時也讓人覺得很有趣，居然可以通過這種物理學的方式了解我自己體內正在發生的現象。值得一提的是，他的一位研究生是中國人，因此他在分享自己的研究內容時，全程都是用中文講的，讓我覺得格外親切，有種在他鄉遇到了熟人的感覺，但如今看來似乎是少見多怪，幾天的參訪下來發現那邊會講中文的人蠻多的，甚至後面的實驗室參訪也常常有中文母語者為我們介紹。在經過這兩位教授分享完後，教授似乎擔心我們會因為不喜歡生物而被嚇走，因此特地詢問了研究是否會需要具備生物相關知識才能進行，這時突然有種高中生物有認真讀的慶幸之感。那位中國的留學生後來也提到，他當時的入學測驗考了一些簡單的有機和無機化學，身為對化學興趣不小的我來說，也算是提供了一大誘因，也讓我見識到了其實它們的研究並不被侷限在物理的大框架下，而是常常會和其他領域有所結合的。

第一天下午則是實驗室參訪的時間，我認為整個下午看下來，最大的震撼便是實驗室相當的乾淨，也或許是因為這棟建築是專門用來做研究的，我甚至在其中一間實驗室中看到了沙發。平心而論，我會認為那個環境是非常願意在裡面住整天的，也希望這能為那些不喜歡待在實驗室的人一些慰藉。

不只如此，我還見到了許多昂貴的器材，如下圖所示的稀釋製冷機。以往都只有在量子電腦相關的介紹或文章上才會看到，如今卻看到了實體，令我感覺激動萬分。不過出乎我意料的是，他比我想像的還要小，原以為要達到如此低的溫度，會需要相當大的系統運作才有可能，卻沒想到只是這麼小的一個裝置，上網搜尋後才知道，他的原理是利用氦-3和氦-4在極低溫下會分成「濃相」和「稀相」兩個相，並且在這兩相交界處，氦-3 從濃相進入稀相時會吸熱的特性來達到製冷。實際運作時，系統用幫浦不斷把稀相中的 He-3 抽走，迫使更多 He-3 從濃相「滲」到稀相，於是這個相變過程持續吸走熱量，使溫度可以降到毫開爾文等級。簡單說，就是靠 He-3 在兩種相之間不停「稀釋」與流動時吸熱，把樣品附近的熱一點一點帶走。我認為當天下午讓我最為震撼的便是這個了，居然可以用如此基礎的原理達成我原先以為相當困難的事情，也令我不禁感嘆現今科技和書本上的知識似乎有著巨大的斷層。

圖二：稀釋製冷機

第二天早上，今天介紹的教授主要都是做一些雷射和半導體相關的領域，彭教授有事先預告說由於這天的半導體含量會比較多，所以我們可能會聽得比較懂，但或許是因為我在這方面的學習仍不足的緣故，以至於我沒有太大的共鳴。

比較令我眼前為之一亮的是其中一個教授用了AI來進行實驗的模擬，由於我和同學在高中時便是做AI相關的科展，而上了大學後也持續地接觸著相關研究，因此教授講到這個部分的時候讓我感覺比較共鳴。會用到AI是因為原先的數值雖然可以透過計算得出，然而計算的過程卻太過繁雜，以至於用AI來進行實驗模擬會是較為合理的。過程中他也提及試過類似U-Net的架構，也令我備感親切，因為之前也曾遇閱讀過許多相關文獻。總而言之，這是我從未想過的方法，彷彿跳脫了所有理論，讓模型在現實世界中進行學習，把許多複雜的微分方程轉化為了模型的一次跌代，對我來說如同醍醐灌頂，和一般訓練模型布一樣，都有網路上查的到的資料集，而是要讓模型能夠適應最髒的資料並且從中學習規律，可以說是徹底踏足了應用層面。這也讓我感覺似乎在未來，無論從事何種領域的研究，似乎都該有些人工智慧的基本知識，而很多領域也都可以和人工智慧結合。

時間快進到第三天下午的實驗室參訪，我們來到東京大學校內擺放超級電腦的機房。真正站在那裡、親眼看到這台超級電腦的瞬間，心裡浮現的感覺很特別：這明明是一個我在新聞、報導裡看過無數次的名詞，常常聽人提起，卻從來沒有把它跟「眼前這一整區正在運轉的設備」連在一起過。以前對我來說，超級電腦只是數據、排名和照片上的機箱，如今卻變成一個實實在在佔據空間、會發出聲響、讓人感覺到存在感的「實體」，那一刻有種把抽象名詞突然具體化的衝擊。

圖三：超級電腦

這幾天下來，我認為最大的收穫便是讓我看到了未來更多的可能性。我認為教授講了一句我很認同的話，研究所就是想辦法去一間好的大學念，至於通過什麼方式其實不重要，很多人都喜歡去美國，但其實日本也是一個很好的選擇。我也常常在思考要不要去美國留學，卻也聽說過很多治安相關的問題，也擔心在會不適應當地的文化，但如果是日本的話似乎就比較沒有這個問題，因為文化比較相近，而離台灣也比較近，甚至在東京大學就有非常多人也是中文母語者。總而言之，我認為這個是一個可以慎重考慮的方向。