在ENIAC的樓中造夢：創新發明的回憶

在ENIAC的樓中造夢：創新發明的回憶

塗向真（Tu Xiang Zheng）

這是我在ENIAC展室前留下的紀念。

摩爾電氣工程學院（Moore School of Electrical Engineering）是美國賓夕法尼亞大學工程學院的前身，也是一座世界科技史上的燈塔。它因在20世紀40年代初開發出世界上第一台通用電子數字計算機——ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）而載入史冊，成為現代計算機時代的象征與起點。

ENIAC不僅是技術的奇跡，更是人類智慧的象征。它完成了從機械與電機邏輯向電子邏輯的跨越；雖尚不具備存儲程序的能力，卻為馮·諾依曼架構打下基礎，影響了EDVAC、UNIVAC等後繼計算機的誕生。從那一刻起，信息時代的齒輪開始轉動，世界從此不同。

我有幸在賓夕法尼亞大學擔任訪問教授時，辦公地點就在ENIAC展室的樓上。每天上班時，都會從那條安靜的走廊穿過，途經那台沉默的巨型計算機，再步上樓梯，走入我的辦公室。那是一段幾乎神聖的儀式——仿佛每天都在與曆史握手。ENIAC靜靜地躺在那裏，不發一語，卻似乎始終在說：“你也可以。”

我的辦公室正位於它的正上方。我不知道ENIAC是否真地會釋放某種“暗能量”，但我寧願相信，它會。因為自從我在那裏工作以來，靈感源源不斷而來，創新頻頻發生。那段時間，我接連完成了數項設計，並獲得了美國發明專利的授權。在ENIAC的上方做科研，就像在一顆古老恒星的微光下冥想，它用沉默，激發了創造。

在這幢厚重的教學樓中，我還結識了光學領域的先驅者——Jay N. Zemel教授。他的光纖實驗室也設在ENIAC展室之上。我至今仍記得，實驗室角落裏擺放著他親手拉製的光纖原型——那不是我們今天所熟知的細如發絲的現代光纖，而是一根粗壯的玻璃棒。然而，它的內部結構早已展現出現代光纖的原理雛形：纖芯與包層協同導光，通過折射率的設計，將光嚴密封鎖於纖芯中傳輸。這根玻璃棒，是Zemel教授智慧的結晶，也喚起了我對“光”與“微結構”結合的濃厚興趣。

在來到賓大之前，我已發表了論文《基於多孔矽選擇性形成和蝕刻的矽微結構製造》（J. Electrochem. Soc. 135, 2105），首次提出了利用多孔矽構建矽微結構的技術路線，為後來的多孔矽MEMS技術奠定了理論基礎，也因此獲得了兩項美國發明專利。然而，在賓大，我的視野與思維又一次被拉升。

那便是我與Zemel教授合作完成的論文：
《Vertical-membrane optical-fiber pressure sensor》，發表於 Sensors and Actuators A: Physical 雜誌。

這項工作，將光纖傳感原理與微機械結構巧妙融合，提出了一種新穎的垂直膜結構壓力傳感器：通過光纖對準微膜背麵，膜片的微小形變會改變反射光的相位和強度，從而實現高靈敏度的壓力感測。此設計具備抗電磁幹擾、高分辨率、結構微型化等多重優點。

更為重要的是，這篇論文不僅在技術上開創先河，更在學術意義上首次引入了“微光機電係統（MOEMS）”的結構性原型。在那個光學與微機械尚未深度交叉的年代，這項研究如同在未命名的大陸插下了一麵旗幟，為後來的MOEMS研究者指明了方向。它奠定了我在MOEMS領域的探索基礎，也開啟了我取得的兩項相關美國發明專利的征程。

這不僅是一次技術創新，更是一次跨學科思維的碰撞與升華。

回望那段歲月，我心中充激情與感恩。ENIAC不僅是人類智慧的結晶，更是一座精神的燈塔，它讓我明白：曆史並不遙遠，創新可以在傳承中發生。Zemel教授讓我懂得，材料與光、結構與功能之間，並非隔閡，而是等待被打通的脈絡。而賓夕法尼亞大學，則給了我一個可以仰望星空、又腳踏實地的舞台。

有時我會幻想，ENIAC是否也在注視著我們？是否能感知到那些穿梭於它身旁、在鍵盤與顯微鏡之間奔波的人？我願相信它能。它或許會欣慰地看到，那些最初的電子火花，已在我們手中演變為微米世界裏的精密結構、納秒級別的光信號。ENIAC的精神，沒有終結，而是以另一種形式在延續。

我曾在ENIAC的樓中做夢，而今，那夢已照進現實。我將繼續走下去，把我的每一項發明，每一次突破，都看作是對它最深沉、最溫柔的回贈。

就像那句詩說的——

 “我們都是夜空中的星辰，被過去照亮，也點燃著未來。”
—— 卡爾·薩根（Carl Sagan，《宇宙》）