文史少年的理科逐夢之旅

陳仲瑄埋首數十年 國產質譜儀研發終成真

撰文記者 吳培安
日期2021-03-11
撰文/吳培安 攝影/巫芝岳

去年(2020)11月5日,中研院展出臺灣高階儀器研發計畫成果,其中,由陳仲瑄院士開發出的全新可攜式質譜儀,無疑宣告了臺灣高階儀器進入國產自主研發製造的新紀元。陳仲瑄埋首研發質譜儀數十年有成,滿足未來各領域即時、即地檢測的需求。不過,享譽美國科學界、將質譜儀技術帶入生命科學分析方法的陳仲瑄,已過70歲的一生,走的是「文史青年」的理科築夢之旅。


撰文/吳培安 攝影/巫芝岳

據估計,2020年全球尖端分析儀器市場可達2,193億美元,其中生醫分析儀器市場可達580億美元。無論是半導體或是生技醫藥產業的發展,都必須有精良的高階儀器來支持研發能量,在國際局勢和疫情衝擊下,其重要性更是不言而喻。只是,全球高階儀器廠商幾乎都掌握在外商國際大廠手中。

體認到臺灣在高階儀器自主研發的需求,中央研究院廖俊智上任院長後,便爭取前瞻基礎建設撥款8.8億元支持,自2017年起,啟動3年的「臺灣高階儀器研發計畫」,並催生出10組團隊成果,其中2組就來自埋首質譜儀技術研發數十年的陳仲瑄之手。

陳仲瑄以創新質譜儀技術研發享譽國際學界,獲1995年美國物理學會會士、2007年國際傑出科學家、2009年美國科學促進會(AAAS)會士,以及2010年中央研究院院士資格肯定。

陳仲瑄專注於全新種類的質譜儀及量測儀器的開發,以及進行輕量化改良為可攜式裝置,同時也將質譜儀技術帶入生命科學的分析方法。不過,鮮為人知的是,年過70歲的陳仲瑄除了科學,他自青青學子開始,其實是個不折不扣的「文史青年」。

走入理科殿堂的文史青年

出生於1948年的陳仲瑄,年少時期,正處於海峽兩岸人文思想與科學救國風潮最蓬勃的年代,當時無論胡適的思想哲學、李敖的狂放針砭、甚至瓊瑤的楚夢雲雨,他都能如數家珍,「我對文學和歷史非常著迷,甚至會翹課去看電影。」他說。

陳仲瑄笑著回憶道,「自己本來最想念的是文史科系,是在家人期待下,才糊里糊塗的踏入科學研究。」

「那時我看了很多書和文章,也讀到德先生、賽先生的科學救國理論,因此,覺得念科學也沒什麼不好。」

「當時李政道、楊振寧在1956年拿到諾貝爾獎,於是最聰明的人都搶著去念物理系。不過,我以2分之差與物理系錯身而過,後來進了臺大化學系。」

而大學時期的陳仲瑄,對閱讀文史的興趣依然不減,「甚至很熱衷追趕當時流行的電影,有一次急著過馬路,不小心被摩托車撞到刮傷,等電影看完才發現長褲都滲出血了!」一身文氣、舉止不疾不徐,從陳仲瑄現在的形象,很難讓人聯想他當時的年輕激昂。

自認大學表現普通的陳仲瑄,1969年大學畢業也跟著朋友的腳步赴美,後來,拿到了美國芝加哥大學化學系的獎學金,一路從碩士攻讀到博士。


陳仲瑄笑說,自己本來最想念的是文史科系,是在家人期待下,才糊里糊塗的踏入科學研究。(攝影/巫芝岳)

師承李遠哲 開創質譜儀新技術

也許是機運使然,這位順應時代潮流的文史青年,竟遇見了首位臺灣人諾貝爾獎得主—當時年僅三十出頭的李遠哲教授。

李遠哲在1967年到哈佛大學進行博士後研究時,開發組裝了世界上第一部交叉分子儀,開拓了一個全新的物理化學研究領域。

因為「交叉分子束法」被誇為「物理化學界的莫札特」的李遠哲,1968年離開哈佛大學後,正好有短暫幾年(1968-1974)被應聘至芝加哥大學。

陳仲瑄說,「李遠哲那時候已經很有名了,但在華人的聚會中,他還是非常謙和,常幫大家的忙。他也是我見過最勤勞用功的科學家,不僅擅長設計儀器,指導學生也是事必躬親。當時的我沒什麼突出之處、英文也不好,也不會做儀器,沒想到會成為他的學生!」

「很多人可能不曉得,李遠哲其實是全世界質譜儀的尖端發展者之一,當時四極柱質譜儀才問世不久,他就已經做出了好幾種質譜儀。」陳仲瑄說。

1970年加入李遠哲的研究團隊,也自此令陳仲瑄與質譜儀結下不解之緣。

開發出首個能測出單一原子的
「共振游離質譜儀」

他跟著李遠哲一步步從設計圖開始打基礎,也埋首於化學物理的鑽研,但直到在李遠哲的實驗室親手打造出第一台儀器,才奠定了他想要製造儀器來貢獻國家社會的志向。

1974年,陳仲瑄取得博士學位後,隨即加入了美國...