從古代烽火到未來 6G！《通信科技大解密》帶你全方位探索通信技術的演變

本文由 國立臺灣師範大學 委託，泛科學企劃執行。 

摩斯發明電報和貝爾發明電話，這些似乎是上古時代的科技，其實都發生在過去兩百年內。而手機，作為近五十年來的產物，又經歷了怎樣的演變呢？

讓我們來探討行動通信是如何從 3G 發展到 6G 的。

1989 年，一張名為《The Great Radio Controversy》的搖滾專輯發布，迅速走紅，登上告示牌熱門榜。雖然專輯的歌詞與通信無關，但它的名字「偉大的無線電爭議」確實讓人聯想到無線通信的歷史。而這張專輯的樂團名為 Tesla，沒錯，這正是向那位傳奇的天才科學家特斯拉致敬。特斯拉對無線通信的貢獻可謂奠基石般的重要，而從 3G 到 6G，行動通信技術又經歷了哪些突破和變革呢？讓我們一起深入了解。

行動通信的歷史雖然只有短短幾十年，但其中包含的豐富內容實在說不完。從精彩的發明故事到商業競爭，再到行動通信所帶來的社會變革，每一個環節都值得深入探討。而在這集影片中，我們僅僅觸及了冰山一角。

下一集將深入探討 WiMAX 那成功的哥哥——Wi-Fi，也就是大家熟悉的無線區域網路技術。讓我們繼續探索這些改變世界的科技！

更多、更完整的內容，歡迎上數感實驗室 Numeracy Lab 的 YouTube 頻道觀看完整影片，並開啟訂閱獲得更多有趣的資訊！

參考資料

• Nikola Tesla predicted smartphones in 1926 like a boss – GeekWire
• Who Invented Radio? https://www.pbs.org/tesla/ll/ll_whoradio.html
• ITU-R FAQ on International Mobile Telecommunications (IMT)
• 你有聽過台灣納稅人的血淚 WiMax 嗎？中離王 Intel 與榮景不再的高通——4G 篇 – 寫點科普Kopuchat
• WiMAX 業者：政府騙了我們

• 本文轉載自 LIS情境科學教材

他是賴以威，台灣師範大學電機系副教授，數學推廣平台——數感實驗室共同創辦人，同時也是一名小說家，出版過多本著作，在這些斜槓身分之外，他還是三個孩子溫柔的爸爸。

一路順遂的求學歷程，「成為教育者」的志向，不曾出現在這位資優生的人生選項裡，直到 27 歲那年父親驟逝，他決定傳承爸爸推廣趣味數學的遺志。

如何從一位數理資優生走向教職，賴以威的故事和教育觀點，邀請你一起往下閱讀>>>

一生重要的影響

談起自己的求學歷程、性格態度，賴以威的父親——賴雲台老師無非是他生命中的關鍵影響。在賴以威心中，爸爸是嚴師也是慈父、是教練也是最好的玩伴，下棋、玩牌是父子倆共同的日常興趣，他們一邊鬥智，也一邊鬥嘴，自己的數學興趣和能力也在其中逐漸養成。

「我的爸爸是一個自我要求很高的人，受他的影響，讓我開始督促自己要努力，給自己高標準，發揮最大的潛力。」賴以威憶起高中就讀師大附中科學班的日子，在高手雲集的班上，當時的成績並不出色。準備大學聯考的那年，父親慎重地表達對他的期待，但賴爸爸以一種溫柔的方式寄予厚望，每天都接送他上放學，賴以威笑說當時自己就像廢人一樣，「父親表達關心的方式，是盡可能幫我處理掉一些雜事，讓我能專心在唸書上，也因為這樣讓我覺得更應該要好好念書回應他」，於是他開始制定讀書規劃並紀律落實，重新把基本功打好，起初成績並無太多起色，但經過一學期的醞釀，最後大學聯考錄取了台大電機系。

內在的求知欲、外在的期待和眼光

作為一位擅長讀書的孩子，成長過程不免背負著家長和學校的高度期待，賴以威不諱言：「其實學生時期兢兢業業追求更好的課業表現，也是希望能夠滿足周邊大人們的期待，不想讓他們失望」，即使是一位盡力滿足大人期待的乖乖牌資優生，他也深知「樂於求知」的內在動機，才能一直支持他熬過伏案苦讀的聯考時光。

「我一直對求知很有興趣，遇到不懂就想要去搞清楚，喜歡把事情想透徹。當遇到數學問題，如果學到新方法，我會想要搞清楚為什麼，A 方法不能做嗎？一定要用 B 方法嗎？學到 C 方法，也會想著能不能用來解決過去碰到的問題。」看似活在他人的期待，但賴以威在學習、解題的過程，保有著自己的小叛逆！好奇、挑戰中得來的「融會貫通」，讓他發自內心獲得成就感，「把事情搞懂，對我來說是很有意義和開心的事情」！

數感爸爸，把數學帶進孩子的日常生活

在某個平凡日子，遠在德國當客座研究員的賴以威，突如其來的接到父親患肺腺癌末期的噩耗。

即使賴以威立刻飛回台灣陪伴爸爸，但一心只想把握僅剩時間的賴爸爸，仍持續不輟的為推廣趣味數學奔走，虛弱的身體終究不堪過勞，不到兩個月的時間即離開人世。

沒人接下賴雲台老師生前的重大託付，賴以威在父親離開後試著投入，沒想到從中做出興趣，也找到與爸爸連結的實感，於是他決定創立「數感實驗室」，繼承爸爸臨終前最用心投入的事 。

因為父親離開的突然，現在賴以威透過與孩子在一起的時光，把過去跟父親連結的吉光片羽找回來。

「寫作」一直是賴以威品嘗回憶、保存記憶和的方法，除了想念父親時書寫，現在他也在臉書上分享自己和孩子的日常互動、生活對話，其中四歲的二兒子「君君」有著極高的出鏡率，有位有問必答的數感爸爸，即使小小年紀，君君已經學會數數和基本運算。問起如何造就君君如此超齡的數學程度，賴以威分享：「關鍵在於把數學應用帶入孩子生活的大小場景」，每當孩子提出好奇和他討論，賴以威會反射性的將問題與數學連結，比如喜歡恐龍和太空的君君常常會突發奇想的問爸爸：「開車去月球要花少天？」、「木星和太陽誰大誰小？」，這些童言童語的問題，即使 Google 搜尋不到答案，父子倆也能藉由數學「自己算答案」。

人們喜歡把學過的、自己會的數學叫「常識」，沒有學過、不懂的數學叫「數學」

和以威老師談到四年一度「國際數學與科學教育成就趨勢調查 (TIMSS)2019」結果，台灣的孩子不管在數學、科學都名列前茅，學習的興趣及信心卻敬陪末座，賴以威說：「很多人不喜歡數學，是因為討厭數學課，而不是數學本身」，考試、代公式確實是數學的一部分，但不是數學的全部，科學也亦然。

「其實我們會的數學已經很多了，人們往往把數學想得太困難，與現實脫節」，數學無所不在，生活正應用著大量數學，如：買賣交易、存款、辦信用卡（基本運算、百分率、複利…等數學概念），然而這些生活中運用的數學，卻被自動化的被歸類於「常識」。

對於台灣教育的觀察與想法

這些年投入教育創新推動，賴以威認為現階段的台灣教育已明顯優於以往：「以前根本不會問小朋友喜不喜歡科學和數學，你先學就對了，到現在慢慢會強調孩子要有學習動機，關心他們喜不喜歡」，但賴以威深知，在升學主義的主旋律中，「學習動機」往往不是教育體制或家庭教育優先重視的部分，而我們都共同期待在未來的某一天「學習動機的重要性，將不再亞於學習知識本身」。

響應本次「LIS 第二季大科學計劃」，賴以威分享給我們的大科學人宣言：

❛❛ 如果人們不相信數學是簡單的，那麼他們只是不明白人生有多麼複雜。 ❜❜  ── 約翰．馮．諾伊曼

賴以威說：如果你是個大量使用數學的人，一定會知道「數學比起人生，簡單很多」，我們利用數學「探索知識」、「解決問題」，但現實世界中能真正被數學解決的問題還是有限，面對著未知的世界，數學能做到的僅僅是「預測」。

每個人天天面對著生離死別，即使有數學作為預測工具，仍得臣服於命運安排。

面對生命無常，現在賴以威更珍惜著每一刻與家人的平凡日子，在推廣趣味數學教育的同時，跨越時空和爸爸、孩子活在一起！

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【LIS 大科學計畫 ✦ 第二季】｜​928 教師節暖心上線 ▸▸▸▸▸▸▸

❛ 教育不只是老師的事，這是我們的任務，下一個世代的科學史，現在就得開始寫起！ ❜

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賴以威老師近年來不餘遺力的推廣數學教育，他與數感實驗室的團隊前進校園，設計好玩好學的國小實驗課、以身作則的舉辦教師研習、還配合國中課業需求推出必修課與題本，業務早已超過數感實驗室剛成立時的規模。一路走來雖然秉持一貫的教育理念，但在教育現場實現了多少？改變了什麼？本集泛泛泛科學邀請賴以威老師談談數學教育的探究、實作與跨領域思維！

• 02:03 數感實驗室的數學教育

「數感實驗室」一開始是賴以威老師與太太 Stacy 於 2016 年成立的粉專，主要刊登數學文章，不過後來發現都是大人在看，粉專並沒有適合小朋友的數學教育，夫妻倆便著手開發好用、好學、好玩的數學課程，從知識切入，跨領域整合數學、科學、歷史、人文、藝術等領域。

延伸閱讀：數學風箏│巨大化，正四面體風箏！在家防疫DIY【數學實驗課】、國小數學實驗課 秋季視訊班

• 05:50 以威老師如何做到跨域整合？

以威老師表示最原始的動力當然是興趣使然，除此之外還跟他在博士班培養出來的能力有關：研究方法、定義問題、找資料、實現概念，這些能力不僅限於研究，更一路演變成他後來從事科普的技能。下關鍵字、判別可信度、延伸搜尋、產生內容…這些都需要經驗累積。「只講科學不講故事很可惜」，他認為科普內容都要帶出科學背後的意義，所有科學事件都是一個故事，可以多面向探討，自然而然的做到跨領域。

• 11:20 108 課綱期望學生達到的素養是否太強人所難？

以威老師坦承 108 課綱講求的探究活用精神是他到研究所才掌握的能力，這樣要求國高中生似乎其困難。但是以前的教學觀念不一定要蕭規曹隨，小孩能否學會什麼都是可以討論的，「探究活用」是看待知識的態度，的確有可能在國高中階段就學會。

延伸閱讀：數感盃

• 16:12 我們該以什麼態度看待新課綱？

如果我們把新課綱定義為培養好奇心，為了滿足好奇心，學生必須主動探究知識，而不是被動學習。好奇心就是這個時代學習的重要因素。當課堂不再是知識的唯一管道，老師不一定得擔任教學角色，當老師必須做的事變少了，引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。

• 18:21 實務上有這麼理想嗎？

在數感實驗室舉辦的教師研習中，團隊遇過非常積極的老師、也遇過只習慣過去教法而否定新教法的老師，賴以威覺得這都在所難免，數感只能做更多研習，讓更多老師認同教學理念，並提供材料幫助老師無痛轉換。而家長與孩童方面，偶而也會有人反應都沒算到數學題目，對新教法不甚理解，這些都需要慢慢溝通。參與新課綱的人很多：老師、家長、學生、政府、大學、民間團體…我們都需要勾勒出共同的理想。

• 23:55 何謂「數感」？

團隊認為數感分成「察覺關聯」與「應用數學分析決策」兩個層次。對不熟悉的人來說還是要輔以大量舉例才有機會了解，對孩童來說得花更多時間領會。所以團隊鼓勵大家來參加數感實驗室的活動，從機器人輸入輸出的參數體會函數概念、蓋紙房子學習錐體柱體與建蔽率、還有這次的四面體風箏與曲線刺繡都是數感的一種！

追蹤：數感活動

• 28:10 人人有數感

Uber 饗食方案划算嗎？集點卡可以省多少錢？股票會賺嗎？人們平日的決策過程都是數感的表現，但是很多人卻把自己會的數學當作常識，自己不會的數學當做數學。其實，只要有算就是數學，意識到更多生活方面都可以應用數學還可以幫助我們過更好的生活。當你不排斥其他領域，就能夠處理更多知識、解決更多問題。

• 31:57 教學理念與升學表現的平衡

一昧在教學中強調好奇心又太過理想化，尤其國中生有升學壓力必須顧及學業表現。數感團隊也在拿捏，從強調好奇心的數學課向升學的方向靠攏。像是數感的國中課程就有許多建立數學情境的素養題目：講求平均值的區間測速、二十進位的瑪雅數字、正負數計算高鐵票價，這樣同時培養了探究實作的素養也搭配學校課程幫助課業表現。

延伸閱讀：不需要測速照相機就能抓超速？區間測速原理大解析- PanSci 泛科學

• 38:13 數感實驗室的課程設計

數感實驗室目前堆出的課程有國小與國中兩種，國小數學實驗課以引發好奇心為主，國中必修課與生活情境連結幫助課業提升。

其中九年級非選實戰題考驗著把文字轉換為數學問題的能力，是學生最缺乏也最難教的，甚至很多高中生都還再學習。從這點來看，有老師認為七年級題本也可以給高中生做。當然數感也希望盡快開發出對應完整學程的課程讓所有學生直接使用。

另外題本也可視為科普文章，大人也可以寫喔。y 編回憶起學生時代的題目才發現都沒搞懂，因為以前的教學沒有連續的思維養成，希望現在的題本可以整合以前學習的片段知識。

• 43:12 更多關於數感的資訊

追蹤數感實驗室官網，獲取精選文章、影片、課程與活動資訊、題本、還有賴以威老師親簽書籍喔！

節目的最後，以威老師也分享疫情期間的線上課程其實比較辛苦，但有些功能如軟體模擬、分組、Jamboard、延伸閱讀等等也是實體課程做不到的。另外線上課程不限地點皆可參加，連家人都可旁聽，這些特性都必須好好把握的。

現代生活中的通信科技，從手機、電腦到 Wi-Fi，無所不在。《通信科技大解密》是一檔國科會科普產品製播計畫支持，並由國立臺灣師範大學賴以威副教授與泛科知識股份有限公司攜手合製。節目將帶領觀眾一窺通信科技的發展歷程，並讓大家了解這些技術是如何改變我們的生活。此外，節目除了在民視台灣台播出，因應現代人的收視習慣改變，節目也同步上架至數感實驗室的 YouTube 頻道，讓大眾能隨時隨地觀看。

通信科技不僅是日常生活的基礎，未來的 6G 技術更是全球科技競爭的焦點。臺灣政府已開始布局 6G 市場，其它國家如美、中、歐盟也紛紛備戰此領域。想維持臺灣的科技優勢，不能只專注於半導體或 AI 的發展，通訊科技同樣不可忽視。賴以威老師想透過《通信科技大解密》這個節目，為大眾建立通訊科技的基礎知識，讓更多人了解它的重要性，同時為未來的產業培養跨域人才，確保臺灣在全球通訊科技競賽中占領先地位。

《通信科技大解密》節目分為四大主題：

【第一部分：通信的起源】首先帶領觀眾探索通信技術的起源，從書信、旗語到古代烽火臺，介紹古代社會如何傳遞訊息，了解通訊技術如何一步步演進，形成現代通信的基礎；現代3C產品不可或缺的靈魂－－晶片和電話的發明，如何改變資訊的傳遞速度與範圍。

【第二部分：通信科學家的故事】聚焦改變通信歷史的關鍵人物，從摩斯發明電報，到貝爾創造電話，再到喬治·布爾與克勞德·香農為現代通信技術奠定數學與理論基礎。此外，還介紹展頻技術的發明者海蒂·拉瑪的故事，讓觀眾了解這些偉大科學家的生平與如何影響通信科技的發展。

【第三部分：生活中的通信名詞】觀眾將進入一個與日常生活息息相關的通信世界，了解 Wi-Fi、頻寬、物聯網、6G、衛星通信、Li-Fi 等名詞的意涵及其應用，並介紹環境通信和氣球通信等前瞻技術的潛力，深入淺出地解釋看似複雜的技術名詞。

【技術部分：解密通信技術】節目也會帶領觀眾進入核心通信技術的解密過程，例如通信模型、錯誤更正碼等，介紹數學是如何影響現代通信技術、如何確保訊息傳輸的準確性。

《通信科技大解密》一共 16 集，觀眾可在數感實驗室的 YouTube 頻道（https://reurl.cc/GpOy9p）隨時重溫完整內容。無論是對通信科技充滿好奇的學生，還是對未來技術感興趣的社會大眾，都能透過這系列節目輕鬆獲取知識。