王兆凱教授簡歷

王教授目前為農業機械學系講座教授，在農機系開授「高等養殖工程」課程，至今年6月底。

學歷：1955年台大農工系畢業美國密西根州立大學博士現職：美國夏威夷大學生物系統工程學系教授經歷：美國夏威夷大學生物系統工程學系系主任、　　　聯合國糧農組織(EAO)顧問、美國農業部顧問會員：美國農業工程學會Fellow、美國工程學院院士　　　美國醫學及生物工程學會Fellow專長：農業機械、水產養殖工程、系統工程、國際農業工程發展

農業自動化在台灣已經有很長的歷史了，我在台灣大學當學生時就是熱門的題材。但是這是個非常難講的題目，因為農業自動化是大家都知道的東西，凡是一個大家都知道，但知而不深的題材，一般說來是難討論的。

●機械化就是自動化？

我對農業自動化開始接觸是在台灣大學，那時應該叫機械化不叫自動化。水稻栽培的自動化是最成功的例子。台灣大學農學院的前身，就是以水稻的研究為主，為日本的南進國策做準備。到今天為止我們農業的政策，對水稻的重視似乎沒有多大的變化。台灣農業自動化的發展就是從水稻的自動化開始，當時我們開始就是以機械化為目的，到現在為止大家講到農業自動化，還保有機械化就是取代人工的觀念。這個觀念並不錯，可是也挂一漏萬不對，因此為農業自動化造成了很多問題，到今天我們對農業自動化進度不快，也是因為這個觀念而造成。我們幾十年來認為有曳引機去耕田插秧，就算是機械化。政府推動機械耕田及發展小農具，投資不下數億萬，台大同仁數十年如一日辛辛苦苦的在研究，到今天水稻機械化已經是到了徹底的地步。譬如說我是一個水稻農民，到了春耕時我拿起電話撥個號碼，有人來替我耕田，到了收割的時候，撥個電話有人來替我收割，按已有的定義台灣水稻栽培的自動化已經是到了頂的，但是這是自動化嗎?這是機械化嗎?我們幾十年來在農業機械方面做了很多研究，在水稻方面做了很多研究，從美國日本進口了許多的技術，我們自己放進去許多的人力金錢，得到了這個結果是我們應該高興的嗎?依這個邏輯往前推演，再進一步的自動化應該是，我們根本就不要生產稻米，只要打個電話請美國送來就可以了。但這是我們要的自動化嗎？

●農業自動化目的應是提昇產品的世界競爭力

台灣水稻栽培的自動化可以說是成功了也可以說是失敗了，這原因是我們根本沒有為自動化做正確的定義。自動化的目的並不是要取代人工，甚至也不是要提高效率。農業的問題跟工業的問題一樣，現在台灣的工業問題是要與世界競爭，農業的問題也是如此，所以說現在的農業自動化目的應該是讓台灣的產品與世界競爭。水稻自動化至今有現在的現象是政府一貫的政策問題所導致的。台灣水稻栽培及收穫自動化可以說是很徹底的，但是台灣的水稻生產無法跟世界比較。所以說台灣水稻栽培的自動化取代了人工了嗎？取代了，提高了人工效率嗎？提高了，但我們的水稻在世界沒有競爭的能力。很明顯地成功的農業自動化第一要緊的條件就是我們農學院的老師與學生們，能同心協力找出幾個可以與世界競爭的農作物，以自動化、機械化、來提高效率。成功的農業自動化必是能在農業方面以錢賺錢，畢竟勞力賺錢總是比較辛苦，因此自動化要達到以錢賺錢為目的。農業自動化最終的目的就是要提高在農業上可投入的資金，賺取利潤。否則的話，只專注於技術性的發展，做出來的結果也會很奇怪。做到後來到底成功了沒有？我們也不清楚，幾十億的投資是對是錯也完全不知道。我說我們在農業方面多年來一直要學美、日，開始時從美國進口機器，後來轉從日本進口，再後來自己發展，最後又回到從外國進口。其實我們應該先有自己的農業以建立可以與世界競爭的農業為目標。如此看來農業自動化就不完全是學農業機械或農業工程的人可以單獨做的，農學院所有的科系都應該參加決定台灣哪幾種作物在台灣種植可以與世界競爭。這樣農業自動化就變成一個多科技的題目，而機械只不過是其中的一部分。

●工程生物著重生物對外界變遷的反應

自我進大學以來，我總在想我為什麼不學物理？我當時若可以考得上物理系的話？我是不是今天是學物理的。同樣的我也問自己為什麼不學數學？我是不是應該學數學呢？實際上我有幾個同學改行教數學了，我想很多學工或學農的人都有這樣的問題，物理、化學、生物是科學，那麼工程、農業是不是科學？假如不是科學，是不是不如科學？ Carnegie Melon大學的一位經濟教授叫 Herbert Simon他是1979年的諾貝爾經濟學獎得主。他講到工程和自然科學的區別，他說自然科學是研究已知的事情，也就是說自然科學不會研究沒有的事情，他們的工作是發現，絕不可能是發明，但是學我們這一行的人，不是發現已有的規律，而是要創造未來的事物設計，我們的對象是新的、以前沒有的事物。我們是用已知的自然科學為根本，來創造、發明而不是發現。也就是說創造、發明新的機械或新的生產方式是自然科學的應用。Simon教授更進一步說到，工程(目前也可以包括農業)人為的科學(Science ofthe Artificial)，與自然科學是各有所長的，我們研究農業工程、農業機械、農業化學、甚至說農業生物的，我們並不是要研究生物。如果我們要研究生物就去學生物就好了，為什麼要學農業？為什麼要學農業生物？為什麼要學農業機械？這是因為我們是要發明創造，這其中的重要關鍵在於我們要利用生物和其他自然科學來創造發明。就拿養殖來講，譬如養蝦的人，學生物的人可以說以28℃來養殖是最適合的溫度，但我們學工程的人，我們要設計、發明、創造一個養蝦的系統，我們不僅要知道28℃是最好的，我們還要知道當養殖溫度不是在28度時蝦的反應如何？ 26度時如何？ 25度時又是如何？我們是要知道，也就是說生物對外界的反應，這就是工程生物。譬如說一個植物的病蟲害，我們除了要知道如何百分之百的消除病蟲害，還要知道如何達到部分的消除，因為有時候我們並不希望達到百分之百的消除率。所以工程生物不是要求生物本身的構造及本性，而是著重生物對外界變遷的反應(反應的速度及反應的量)。沒有工程生物就沒有辦法創造優良的生物生產環境，因為生產環境的好與壞是要依據需要的投資、經濟價值及生物的反應來決定。我們要改良生產環境，但什麼叫做好？好的意思，在應用上來講是指能賺錢，能夠競爭，這個觀念是很重要的。生物是自然科學，其主要目的是了解生物的構造及本性。工程生物是人為科學的基礎，是一個創造的目的。

●定理往往是大師猜到答案後再證明是對的

其實人為科學跟數學倒是有很相近的地方。在初學數學時，總覺得數學是很有規矩很有頭緒的，一步是一步，乾乾淨淨，俐俐落落。實際上數學完全如此。最重要的定理，往往都是那些大師猜到答案之後，然後再去證明這個答案是對的。我們來舉例子說，最有名的例子是，Fermat`s Last Theorem那是一個很簡單的式子，Xn+Yn=Zn，當 n>2時，無整數解。Fermat當年他覺得這定理太簡單不需要證明，可是三百多年沒有人能證明出來，沒有人證明他錯也沒有人證明他對，最近前幾年才有人證明出來。我們做設計也是如此，設計的構想往往由直覺而來(所謂經驗也者)，然後再按照一步一步的工程方法去設計驗證，用數學、用物理、用基礎工程去把它設計出來。譬如說你哪一天看到一位女同學心理直覺到她應該就是你太太，然後再一步步的認識她、追求她、讓她嫁給你。當然有時候你的直覺有誤。從這點來看在設計上，工程和數學相近，而與物理不一樣，物理沒有所謂設計這一行，它不能夠創造，它只能夠發現。物理學家若開始創造，就是新世界了，當然現在生物學也開始慢慢創造了，也有新的生物創造出來，不過這個話講到今天為止還是有百分之九十九是對的，再過幾年這話就可能有問題了，到那個時候也許有不叫生物科學而改名為生命工程。實際上現在這些所謂新的創造生物的人，是屬於生物工程的項下，而不是在生物，這是有它的道理在，因為它已經進入了創造的範圍了，而不僅是發現了已有的現象。

●凡是便宜的東西大概都不適宜自動化

講到這點的話，我們再回去考慮農業自動化的問題。在農業自動化裡第一步，我們要選擇這個合宜的對象，如果這個對象選錯了，結果絕對不對。為台灣著想凡是便宜的東西，大概都不適宜自動化。凡是論斤賣的東西大概都不行，我們要種的要養殖的，應該是要論個的，一斤一斤賣的蘋果不能種，一個一個賣的可以種，這是第一個原則，因為農業自動化不是要去取代人工，不是要提高效率，而是要使我們的農業能夠和世界的農業競爭，佔一席之地，但我們不可能席席之地都佔到，我們能夠佔到幾席就不錯了，但這幾席是什麼，這是今日農學院最要緊的課題。現在台灣的工業發展是走向高科技的途徑，所謂高科技就是以大量資本，加上進步的管理取得或開發技術以達到以錢賺錢的目的。台灣慢慢地把原來的工業淘汰出去，轉移到大陸去。在大陸上可以做的我們得考慮讓他們去做，我們投資，讓他們去做，我們賺錢。農業也是如此，農業自動化的目的是為了要與大陸及世界競爭，並不是要能自給自足。要達到這個目標首先要知道我們需要的設計資料，不完全是學生物的人所能供給我們的，而且我們也不能夠完全依靠他們。等於說學工程的人不能依靠學理論物理或是學物理的人給我們材料。材料是我們學工程人的責任，因此引到今天的講題，農業自動化與工程生物，這兩者是有密切關係的。謝謝大家。

　　　　　　　　　　　　　　●Ｑ＆Ａ●

Ｑ１楊館長：請問工程生物學與生物工程學如何去界定？

Ａ：工程生物，以舉醫學的例子來講，現在我們已經慢慢地可以製造出人體結構　　，特別是軟骨及皮膚，譬如說你不喜歡你的鼻子的話，可以拿你的軟骨去做　　另一個鼻子出來裝上去。這個例子就可以分成兩方面來看，工程生物就研究　　的對象是對在不同的生長環境，細胞對他的生長環境的反應與設計一個生長　　系統，及如何控制生長系統的環境，及控制要有多準呢？控制的精密度會產　　生什麼結果。而對學生物的人來說主要的目的是研究細胞的生長。

Ｑ２歐陽老師：台灣農業未來主要發展的方向為何？

Ａ：台灣未來應發展高經濟價值之農作物為主要方向，譬如歐美國家的有機蔬菜　　、珍珠養殖、高級觀賞魚類與抗菌品種之特定農作物。也就是說要利用工程　　來提供高價作物的競爭性。若是沒有大量投資及先前技術就生產不出來。你　　沒有投資技術就無法生產了。目前台灣在農業上的問題，是要面對以低價為　　主的惡性競爭。因此我們現在需要的是跳出低價競爭的觀念，而走向高科技　　高價值產品的農業。

Ｑ３盧主任：王教授以您今天所講的農業自動化與工程生物而言，台灣的農業　　　　　　今天有什麼可以發展的？

Ａ：我是覺得高品質產品，從蔬菜、水果、花卉珍珠與觀賞魚類都有可能性。這　　些東西都需要高品質的產品。品質要越高越好，而這方面的問題不是農業機　　械系的問題，也不是生物生產機電系的問題，而是整個農學院的問題，我們　　要挑選有自動化可行性的作物，及幾種作物能在台灣發展出最好品質。這樣　　的話，台灣農業從面積上來講可能變小，但是就價值上來說可以提高。這樣　　台灣才能以有限的資源來換取更高的收入。也就是說加工的能力要提高，整　　個系統才能產生高品質高價值的蔬菜，那麼包裝的技術，及國際貿易的開發　　，也都是需要開發的。那麼這個目標是農學院整個院裡面要大家再一起研究　　斟酌的