身首異處的科教與產業政策

【摘要2012/05/29 聯合報 彭明輝】中日韓簽約啟動ＦＴＡ談判，各界如臨大敵而倡議加速台灣與各國的談判。然而，ＦＴＡ不保證簽署國雙贏，提升中小企業競爭力與產業升級才是關鍵解方。

自由貿易有利於簽約國的強項產業，代價是弱勢產業會萎縮，最後對台灣整體經濟的貢獻是正或負，一方面是看談判所爭取到的條件對誰有利，另一方面是看兩國產業相對競爭力的強弱。以歐元區為例，德國是主要的獲利國而出口急遽擴張，其他國家絕大多數受害。

況且，在談判中急著簽約的人一定是輸家，加入ＷＴＯ的過程就是一大教訓。當時兩岸皆被談判國威脅要讓對岸先入會，因而急著讓步：台灣的談判結果犧牲大，入會條件之屈辱史上僅見。美牛談判台美都是意在ＴＩＦＡ，台灣如果躁進而示弱，只是讓美國在ＴＩＦＡ談判上更加軟土深掘而已。

自由貿易是雙刃劍，提昇產業技術層級與競爭力才是真正穩贏的策略。然而，加入ＷＴＯ十年來，ＧＤＰ雖有成長，貧富差距卻逐年擴大，而實質薪資逐年減少。根本問題在於劫貧濟富的稅賦制度，以及錯誤的科技、高教與產業政策。

過去的產業政策只談旗艦產業而不談中小企業，只談未來產業而不管既有產業，一味偏袒科學園區內的產業而漠視其他產業的需要，以致產業發展頭重腳輕，根本身首異處—旗艦產業起航時，整個艦隊卻早已覆沒。

2004年高科技產業實質有效稅率僅5.8％，遠低於經營艱困的傳統產業（14.8％）；某晶圓代工龍頭廠在2005年盈餘934億元，繳稅金額卻僅二億元（盈餘的0.214％）！此外，政府對產業的租稅優惠竟反比於其社會貢獻度，可謂倒行逆施：科技業每投入一億元的資本只能創造6.4個就業機會，遠低於傳統產業的16個就業機會。

政府給予新興產業補貼時，應附帶要求帶動國內相關產業發展。韓國在半導體與面板產業的扶植下，設備業蒸蒸日上而設備自製率逐年提升；然而享受政府高額補貼的國內半導體與面板大廠，卻無心培養國內設備業，近年來終因設備成本遠高於韓國而競爭乏力。

新興產業與既有產業脫節，長期發展是兩敗俱傷。然而政府始終不肯檢討相關政策，積弊十年當然使得新增的工作機會遠低於失去的工作機會，以致失業率高漲。產業政策的偏頗涉及財閥對政治無孔不入的操弄，如果在科技與學術發展政策上仍舊重蹈類似覆轍，只能說是無知且無能。

為了帶動新興生技製藥產業，2000至二2008年政府所投入研發經費總額約佔全國科技總預算的20％。然而，台灣生技產業上的強項在醫療器材，2010年時總營業占生技產業的40％，而新興生技產業僅占28％；此外，醫療器材產業營業額年成長12.5％，亦高於新興生技產業的9.1％。

捨醫療器材而扶植風險極高的新興生技製藥，意在製造少數科技新貴，與廣大納稅人的利益無關，也跟產業既有的發展動能背離，無怪乎十二年來罕有成效。

高教政策也是好高騖遠：國內產業發展落後國外學術研究至少十年，產業升級所需關鍵技術在國外期刊早已發表，一味競逐ＳＣＩ論文與全球排名，只是讓學術跟國內產業脫節。產業、科技與高教政策皆與產業需求脫節，如此身首異處，產業升級當然無望！   （作者為劍橋大學工程博士，清大榮譽退休教授）

簡單的和諧運動的定義Definition of Simple Harmonic Motion

三角函數13

如果有一個「質點」能夠沿著座標線規律地運動，那麼這個點的運動稱為簡單的「和諧運動」。假設這個質點，在時間長度t之內，從原點（零）起算的移動距離是d，那麼

d＝asinwt or d＝a coswt

註：a和w是實數，並且w＞0。

這顆質點移動的振幅是︱a︱。

質點和諧運動的週期是2π/w，頻率是w/2π

n   翻譯編寫Ron Larson and David C. Falvo《Algebra and Trigonometry》；圖片來源／Mapsofworld、Goobas、Lawsofwisdom、Freepik、Awakeningtoreality、Catalog、Acm、Mnn

Pachelbel's Canon

徐弘毅：

1.   海洋是由無數的分子構成，分子有質量、有動能，彼此不停地碰撞活動，並且海洋的分子們被地球引力控制，被不停地自轉與公轉的地球拉著跑，這麼多股力量牽引之下，海洋無法完全靜止，海面上總是大大小小的波浪。

2.   海浪，以海平面為平衡基準線上下起伏，海浪從海平面出發，往上衝高成凸起的高浪，接著往下墜落，抵達海平面高度，再繼續往下探，成為凹下的低潮，然後又反彈回海平面的高度，如此週而復始。

3.   如果海浪一波又一波的高峰與低谷，振幅與波長都十分規律，那麼，這些海浪就是再進行上一節我們談到彈簧的「和諧運動」。

4.   彈簧的和諧運動與海浪波動的對比：彈簧懸掛的球（海浪的某一顆分子），從平衡位置（海平面）往上彈到至高點（海浪波峰），再往下回到平衡位置（海平面），繼續往下彈到最低點（凹下的低潮），然後再往上彈回平衡位置（海平面）……，如此規律地週而復始。

和諧運動Harmonic oscillation HD

5.   電子圍繞原子核的運動也是波狀的和諧運動。如果把電子看成是一顆粒子，那麼這顆粒子在三度空間中旋轉前進的軌跡，壓縮到一個平面上觀察，就像規律地上下起伏的海浪。

6.   龍捲風、熱帶氣旋也是一種「波」。充滿動能的氣體分子圍繞龍捲風或颱風的中心軸旋轉，時而捲入、時而外翻，盤旋而上。

7.   龍捲風的熱帶氣旋的中心垂直軸就是能量的平衡位置，充滿動能的氣體粒子一下子捲到中心垂直軸左邊（波谷），一下子捲到中心垂直軸右邊（波峰），週而復始，盤旋而上。熱帶氣旋的氣體粒子的行進軌跡就是一道垂直往上衝的波。

8.   如果把電子看成是電子雲，而非完整一顆粒子，那麼，那麼電子雲就像龍捲風或熱帶氣旋一樣，包圍著環狀軌道中心軸旋轉往前推進，襲捲而去，一圈又一圈規律地重複。

9.   當電子雲在三度空間的氣旋運動壓縮到一個平面上觀察，電子雲所包圍的軌道中心軸就是橫的x軸線，這也是平衡位置，電子雲最遠離原子核的頂點就是波峰，電子雲最靠近原子核的頂點就是波谷。由於圍繞原子核的電子雲的旋轉是規律的，因此反映電子雲的波也是規律的和諧運動。

10. 接下來，我們要詳細解釋，在三度空間中電子雲或電子圍繞軌道軸心旋轉的運動，如何轉化壓扁成笛卡爾座標上的波？

11. 首先，我們要切割環狀電子軌道，就像切環狀雞蛋糕那樣割出一塊一塊的蛋糕切片；在每一個電子軌域的切面上，可以清楚看到電子圍繞著軸心轉一圈。

12. 笛卡爾座標的x軸象徵電子圍繞的軌道軸心，當電子的位置正好在x軸線上時，電子處於「原子核吸引電子的引力」與「電子想要脫離原子核的直線運動慣性」這二股力量的平衡位置，這裡的的位能是0。

13. 那麼往右延伸的x軸線又代表什麼呢？往右延伸的x軸線代表電子隨著時間沿著軌道直軸心往前移動，由於電子是用旋轉的方式往前移動，因此x軸線上的刻度就是電子旋轉的角度，在這裡我們用弧度來標示角度。

14. 電子每旋轉一個角度，都可以在x軸線上找到相對應的點，並且電子在每一個角度的位置與軸心平衡位置之間的距離（位能差距），也可以在y軸線上找到相對應的點，象徵電子角度與位置的x,y交會點，就是電子波動過程的某一個點。

15. 當電子沿著軌道軸心旋轉的每一個位置標示在笛卡爾座標上，就會得到一條上下規律起伏的波形。

16. 再說明一次，曲線上每一個點與x軸的距離，代表三度空間中不同時間點的電子與中心軸（平衡位置）之間的距離d，距離d也象徵不同時間點下，不同位置的電子的位能。wt是電子旋轉的角度，a是電子與中心軸之間的半徑距離。

17. 「asinwt」是什麼意思呢？從電子的位置，往軸心畫一條直線，這條直線就是電子公轉軌域圓圈的半徑a，a也是電子上下震盪的振幅；從電子的位置，往平衡位置的橫軸畫一條垂直線，這條垂直線的距離就是d。

18. 軸心、電子，以及平衡橫軸與電子往下垂直軸交會點，這3個點構成一個在電子環狀軌域內的直角三角形，這個直角三角形位於軸心的銳角角度是wt，「sinwt」是直角三角形的「對邊/斜邊」的比例值，也就是「電子目前位置與平衡位置之間的距離d/半徑a」的比例值。

19. 因此a sin wt＝a×(d/a)＝d，最後得到的節果d是電子目前位置與平衡位置之間的距離，也是電子的位能，因為電子在這個位置並沒有達到平衡，勢必會移動以取得平衡。

20. 如果是求「a cos wt」的距離d，那是用橫軸尋找電子與軸心垂直線之間的距離（位能），也就是把軸心垂直線當成平衡位置，比較電子左右擺盪的情況。電子是在旋轉中前進，不論用橫剖面還是用縱剖面分析振幅，意義都是一樣，都是將三度空間中立體的運動壓扁成平面觀察。

21. 在x軸線上的每一個點代表電子旋轉的角度（用弧度表示），「wt」的t代表時間，也就是電子在不同的時間點，w是將電子移動耗費的時間換算成角度的比例值，這是電子每單位時間（秒）移動的角度。

22. 所以，電子旋轉一周的角度2π÷角度與時間的換算比例值w，就得到電子移動一周的時間，也就是電子波狀運動的週期：2π/w＝period。

23. 電子每秒移動的角度w÷電子旋轉一周的角度2π，就得到每秒的周波數，也就是頻率，w/2π＝frequency。

24. 再討論一個問題，電子在自己的能階中活動主要的能量形式是動能，為什麼公式只有計算位能，而沒有動能呢？數學家將電子前進的動能，簡化成電子上下振動的位能d，也就是數學家把電子上下振動的和諧運動，視為推動電子往前移動的動力來源。