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像火箭科學家一樣思考：9大策略，翻轉你的事業與人生

為了解決starlink速度的問題，作者OzanVarol 這樣論述：

　　★ 華頓商學院教授亞當・格蘭特推薦，2020年必讀商業書首選！ 　　★ 知名商業媒體Inc.com精選，2020年必讀好書之一 　　★ 萬維鋼《精英日課》選讀好書 　　★《經理人》2020年8月商管外文選書 　　★《大師輕鬆讀》（NO.782）暢銷商管好書精華書摘   　　★隨書超值好禮：「火箭科學思維數位練習本」，助你應用九大策略，翻轉生命！★   　　送兩臺探測車登陸火星、將無人探測船送上土星的火箭科學家， 　　告訴你不需要搞懂高等數學，只要換一種思維方式， 　　就能化不可能為可能，在地球翻轉人生！ 　　學習運用火箭科學家的9大思考策略， 　　不僅能改變你觀看世界的方式，你將會得到力量

，去改變世界本身！   　　做為一位火箭科學家，意味著透過一副截然不同的濾鏡看待事情。   　　火箭科學家經常思考人們一般想像不到的事情、解決人們一般處理不了的問題、把失敗翻轉為勝利，讓限制成為優勢。對他們而言，不幸與意外是可以解開的謎團，而非不可跨越的路障。他們並非受盲目的信念驅使，而是一直在自我懷疑中前進；他們的目標不是短期的成果，而是長期的突破；他們知道世上沒有什麼牢不可破的金科玉律，預設的一切都可以被更改，而新的道路會在其中成型。   　　看完這本書，你並不會成為一位火箭科學家，但是你會知道如何像火箭科學家一樣思考。   　　無論你正站在發射臺上、在董事會議中、還是在你家客廳裡，本書將

一直保有實用價值，不會用傳教式口吻來告訴你火箭科學思維法的好處，反而是提出具體可行的策略，讓你把火箭思維應用在生活中的每一件事情上，。 　　──歐贊．瓦羅   名家推薦   　　James Liu（最佳青少年讀物《為夢想點火》作者、HASSE太空學校創辦人） 　　王怡人 （JC財經觀點版主）  　　安納金 （暢銷財經專家）  　　史宗瑋（星巴克董事、2010年度世界最強女企業家之一） 　　吳宗信 （ARRC前瞻火箭研究中心主任）  　　林俊良 （國研院國家太空中心主任）  　　孫維新 （國立自然科學博物館館長）  　　曾耀寰 （《科學月刊》理事長、中研院天文及天文物理研究所研究副技師）  　　

詹宏志 （網路家庭董事長）  　　鄭國威 （泛科知識共同創辦人暨知識長）  　　蘇書平 （為你而讀執行長）  　　亞當‧格蘭特 （華頓商學院教授）  　　蘇珊‧坎恩 （《安靜，就是力量》作者）  　　丹尼爾‧品克 （《未來，在等待的人才》作者）  　　賽斯‧高汀 （國際行銷大師）  　　茱莉安‧格思理 （新聞工作者） 　　尼爾．帕斯瑞查 （「全球快樂」機構創辦人） 　　──誠摯推薦   　　●  安納金，暢銷財經作家  　　歷史學家哈拉瑞說：「我們花在嘗試控制世界的時間與精力，比花在理解世界還多。」人們習慣尋找著步驟清楚的公式、捷徑、解方，卻逐漸失去了應對不確定性的能力，殊不知在不確定環境下的

決策與思考才是真正獲得最大利益與價值之道。或許我們可嘗試此書指引的方式，學習改良我們的思維模式！   　　●  鄭國威，泛科知識股份有限公司共同創辦人暨知識長 　　人生那怕只聽到一個真實的、具有啟發性的案例故事，便能足以讓一個人反思自身作為、徹底改變思維，一輩子受用。本書從古往今來的科學科技史中，搜羅了許多力道十足的案例，讓我在閱讀過程中不斷反思，某些段落常常令我起了滿身雞皮疙瘩，然後重看一遍。不管你在哪個領域努力著，這本書都適合你隨時拿起，重複閱讀。   　　●  亞當．格蘭特，華頓商學院教授 　　這不僅是一本引人入勝的書，而且充滿了實際見解。這本令人眼花暸亂的作品，可以改變你解決問題的方式

。休斯頓，這本書有解決方案！   　　●  史宗瑋，2010年度世界最強女企業家之一，星巴克董事 　　閱讀歐贊・瓦羅的作品，就像一次吸收納西姆．塔雷伯的《黑天鵝效應》和丹尼爾・康納曼的《快思慢想》。   　　●  蘇珊‧坎恩，《安靜，就是力量》作者 　　充滿機智的文字、深刻的建議，和令人振奮的故事，這本必讀的書將改變您看待世界的方式，並賦予您改變世界本身的力量。   　　●  丹尼爾・品克，《未來，在等待的人才》作者 　　當賭注很高，未知數正在威脅，問題似乎無法克服時，您需要一個超級英雄：歐贊．瓦羅。他將向您展示如何掌握火箭科學家的認知能力。讀完他那無比有趣的書後，您的想法就會變得更大、更好、

更勇敢。   　　●  賽斯・高汀，國際行銷大師 　　你比自己想像得更聰明。這本書為大家提供了令人信服的理由，以提升我們的水準。   　　●  茱莉安・格思理，新聞工作者 　　這是一本引人入勝、實用而且能擴展思考的書，內容涉及到我們如何從思維中受益。將使您以不同的眼光看待世界，並幫助您實現看似瘋狂的夢想。   　　●  尼爾．帕斯瑞查 ，「全球快樂」機構創辦人 　　我愛歐贊・瓦羅！他的頭腦聰明、熱情善良，更擁有我們現在需要注入世界的超強適應力。   　　●  《出版者周刊》 　　瓦羅聰明又機智地為讀者精湛分析、解釋複雜的科學原理，並將這些知識與主流大眾的日常生活聯繫在一起。   　　●  《科

克斯書評》 　　瓦羅爾的多學科背景──火箭科學家、法學教授、公共演講者──讓這本書變為引人入勝的指南。不僅巧妙地結合了回憶錄、流行科學和自我成長手冊……著實是本迷人又有見地的創新讀物。   　　●  《發現》科學雜誌 　　觀察、發展假設、檢驗假設，並根據需要進行修改。這樣的科學方法已經留存應用了幾個世紀，原因就是行之有效！而且，正如真正的火箭科學家歐贊・瓦羅在本書所表明的那樣，不管你是要設計火星漫遊者，還是想弄清楚晚餐吃些什麼，這種方法加上無限的好奇心就是最好的人生工具。   　　●  《大紀元時報》 　　閱讀這本鼓舞人心的書，是幫助我們抵抗沉淪、豐富心態的方法之一。今天，世界渴望人們能擁有這

樣的態度，而瓦羅對過去的樂觀看法，可以幫助我們的現在和未來。   讀者好評   　　● 作者是位講故事的大師，以易於消化的方式，灌輸讀者定義生命的原則。 　　● 我發現這本書提供的實用主義，正是完成夢想必備的一環！強烈推薦這本書，因為它不僅寫得很棒，更對我們有極大的幫助！ 　　● 這本書的前兩章，可以讓我們安然度過充滿未知的後疫情時代。 　　● 這是我讀過最棒的商業書籍，沒有陳腔濫調，只有實用的建議！ 　　● 寓教於樂的敘事方式！引人入勝、發人深省，還寫得很好。值得慶幸的是，要像火箭科學家一樣思考，並不需要懂高等數學。身為企業主，已經將我從本書學到的策略和觀點，運用在解決問題和探索替代解決方案

方面。 　　● 歐贊有講故事的天分。透過故事，他將複雜的想法翻譯成易於理解的語言。這是一個有見地的工具包，包含各種策略，能實現更大的夢想與目標。 　　● 這本書令人耳目一新！幫助我進行更大格局的思考、質疑自己的想法，並好好表達自己的想法。這是一本好書。 　　● 我學到很多東西，並且已經將這九大策略付諸於工作和個人生活中！ 　　● 扎實、有見地，還很實用的思考書！火箭科學家有一天很可能會拯救世界。 作者簡介   歐贊‧瓦羅（Ozan Varol）   　　他是火箭科學家、律師，也是屢獲殊榮的法律學教授與作家。 　　出生於土耳其伊斯坦堡，在一個不會說英語的家庭中長大。因為小時候家裡常停電，爸爸利

用蠟燭與足球模擬地球繞太陽公轉，因而引發他對天文的興趣。   　　他學習英語做為第二語言，並於17歲獨自移居美國，追隨卡爾・薩根的腳步進入康乃爾大學，主修天體物理學。就讀期間，曾參與2003年的「火星探測漫遊者計畫」，送兩部探測車登陸火星；以及「卡西尼－惠更斯號任務」，將無人探測船送上土星。   　　後來他將「火箭科學思維」應用到其他領域，至愛荷華大學攻讀法律學，不但以第一名的優異成績畢業，還創下該學院史上最高平均成績的紀錄，更在20多歲就當上法學教授。之後，他獲得美國最著名的環境法學校之一，路易斯克拉克法學院最年輕終身教授職。現年甚至不到40歲。   　　他不僅是位受歡迎的演講者，接受無數的

廣播和電視採訪，並在大型公司、非營利組織和政府機構中發表主題演講。更撰寫許多獲獎文章，其中眾多作品獲得國內外媒體報導，包括BBC、CNN、《華爾街日報》《新聞周刊》《時代雜誌》和《華盛頓郵報》等。   　　他致力於幫助擁有遠大目標的人實現夢想、協助想要改變現狀的人打破常規。他相信過時的傳統觀念使我們退縮，也認為社會誘使我們假設小夢想比大夢想更明智。但他確信，重新構想現狀（而不僅僅是抵抗），將會是釋放個人全部潛力的關鍵。   　更多個人故事請參考：ozanvarol.com   譯者簡介   Geraldine LEE   　　北一女中自然組、臺大財務金融學系畢業，某日決定轉換人生跑道，目前旅法

四年，就讀當代藝術創作碩士。課餘兼職商用英語教學、中英、英中、法中翻譯工作。譯有《總覺得自己沒那麼好？》《有病的其實是我媽，卻要我去諮商》   　　[email protected] 各界推薦 推薦序 哪有不可能？火箭科學家就是這樣做到的！／林俊良 引言：火箭科學思維，讓日常難題迎刃而解 第一階段 發射  1   在未知面前展翅高飛──懷疑的巨大力量 盲目崇拜確定性 偉大的未知 未知的已知 不確定性的鑑賞家 萬有理論 這件事挺有趣的 冥王星降格事件 進階版的遮臉躲貓貓 為什麼冗餘並不多餘 安全邊際   2   從基本命題出發──所有革命性創新背後的共同原料 我們一直都是這樣做 大家都這樣做

回到基本命題 隱形框架如何扯你後腿 為什麼該拿自己的成就去冒險 喜歡摧毀的好胃口 像顆拆屋鐵球般撞進來 奧坎的剃刀   3   心靈遊戲──如何利用思想實驗推進自己，達成突破 心靈的實驗室 好奇心殺死薛丁格的貓 終身幼稚園 記得要常常覺得無聊 比較蘋果與橘子 孤獨天才的神話 初學者心態   4   登月思考法──將不可能化為可能的科學與企業 登月思考法的力量 擁抱天馬行空 嚇嚇你的大腦 成功登月的企業 一間無聊的公司 回到未來 猴子優先   第二階段 加速 5   如果我們送兩部火星車上去呢？──如何重新建構問題，產生更好的答案 未審先判 質疑你的問題 自己的分身 策略與手段 在圖釘盒外找答

案 翻過來會怎麼樣   6   翻轉的力量──如何窺見真相並做出聰明的決定 事實不會改變想法 事情有點有趣 反對「主張」的例子 一窩假設 漏掉了什麼？ 殺掉你的智慧勞動成果 一只充滿光的盒子    7   邊飛邊試，邊試邊飛──如何在產品發表或工作面談大獲成功 測試帶來的問題 斷點 法蘭克斯坦的怪物 正確的事情 民意的火箭科學 觀察者效應 多重測試 第三階段 成功 8   失敗才能讓你更成功──如何將挫敗轉型為勝利／315 太害怕失敗了 失敗是個選項 快速失敗的問題 快速學習，而非快速失敗 開幕與閉幕 輸入比輸出重要 太迷人了！ 盲目飛行 心理安全 為你的錯誤打廣告 如何優雅失敗   9 

 驕兵必敗──成功如何導致火箭科學史上最大災難 「成功」這個壞老師 永久的半成品 偶爾的成功 幸運的低空飛過 遮住後果 事前驗屍法 原因背後的原因 不安全的安全   後記：嶄新的世界 推薦序   哪有不可能？火箭科學家就是這樣做到的！ 林俊良   　　Driving isn't rocket science⋯⋯開車又不是火箭科學，哪有那麼難啦！⋯⋯相信熟諳英文俗話的讀者，很容易就字面理解它的含意。   　　二○二○年六月二十五日，由國家太空中心（NSPO）、美國海洋大氣總署（NOAA）團隊和英國SSTL公司共同研製的福衛七號（FORMOSAT-7）衛星，搭載於美國 SpaceX 超級獵鷹重型

火箭（Falcon Heavy），伴隨著熊熊烈焰呼囂直上太空的場景，不管是在卡納維爾角火箭發射現場的群眾，或透過網路觀看的民眾，無不深受震撼。   　　發射後九十一分鐘，國家太空中心獲得由獵鷹重型火箭傳回的衛星與火箭分離時刻狀態向量，隨即進行軌道計算，做為地面站追蹤衛星的依據，同時將結果傳至澳洲達爾文海外站及其他地面站。發射後一百六十五分鐘，中心先與其中兩枚衛星通聯，後續再聯上另外三枚。最後，於當天下午八時四十八分，於歸仁衛星信號接收站聯絡上最後一枚。至此，六枚衛星全部與地面完成通聯，確定第一階段任務成功。衛星在七百二十公里高的軌道，依序且順利地彈離火箭艙體的畫面，讓國人雀躍不已。這到底怎麼做

到的？   　　福衛七號是臺灣與美國有史以來最大型的科研合作計畫，始於二○一○年。臺灣負責六枚衛星的本體設計及地面操控系統建置、美國提供三個科學儀器，包含全球衛星導航系統訊號接收器的主酬載（該儀器透過掩星訊號接收，再轉化成氣象預報使用的觀測數值）。此外，美國空軍負責發射事宜；英國SSTL公司則承包衛星製造。光從以上的描述．就可想像整個系統的完成，包含複雜的人與人和機器與儀器間的界面溝通和協調。   　　臺灣團隊繼二○一七年發射福衛五號後，蓄積了豐富的系統整合經驗；美國團隊握有先進的科學酬載技術；英國團隊則對衛星本體的硬體技術非常在行。總計畫主持人朱崇惠每天得周遊於不同性格的工作團隊，統管大小事

，我笑稱她是福衛七號六枚衛星的媽無誤，因為人的管理其實難度不亞於火箭科學。   　　要發展，該像火箭科學家一樣思考 　　凡塵俗事和火箭科學相較，還真是微不足道啊。「It's not rocket science」，這句口頭禪帶出了這個事實。火箭科技真不簡單，幾已超乎常人所能理解的範疇。其實不只火箭，太空科技領域、由太空船內的零組件到次系統，以至於系統、衛星軌道動力學、天文萬象，每個環節都很不簡單。相較於民生科技，火箭科學的技術含量特別高，幾乎把人們由小學乃至追求博士學位歷程中，學到的數學、物理、化學、地球科學及研究所課程裡的工程學理一網打盡了。   　　更進一步看，怎麼將人類由地表送到離海平

面三百六十公里高，而且要在那兒搭建一個長達七十三公尺、寬度一百一十公尺、高二十公尺、重達四百二十噸，漂浮於電離層的國際太空站，這怎麼做到的啊？想想，光爬到101大樓樓頂，就令人兩腳顫抖，往下看頭皮發麻。那麼要在太空中建構這個龐然大物，怎不令眾生對太空科學家肅然起敬？   　　太空產業目前正夯，自從馬斯克的 SpaceX 自二○一八年二月，在美國加州范登堡空軍基地成功發射一枚獵鷹9號（Falcon 9）火箭，並將兩枚小型實驗通信衛星送入近地球軌道，星鏈（Starlink）計畫自此開啟。SpaceX 計畫通過近地軌道衛星群，提供覆蓋全球的高速網際網路。該公司將在未來幾年發射數量高達四萬餘枚的小型通

信衛星，宣示太空科技發展已由早期政府主導的機構太空（institutional space）轉型為產業化的太空新紀元。   　　太空系統，舉凡火箭或太空船（包含人造衛星），其內部零件或組件都須具備抗輻射、抗溫差、耐強振、高效率、備援和自啟動能力等，把所有商用或工業級產品的最高規格全用上了。這也造就人們覺得太空科技砸大錢，是經濟富裕或第三世界窮兵犢武之國才能獲得入場券的僵化印象。   　　雖然如此，歷史腳步、人類進化、時代洪流還是會往前邁進，不會因為這些阻礙而停頓。因而國家太空發展策略就要有像火箭科學家一樣的思考，要有扎實的科技基礎，勇於嘗試、接受失敗、反省改進和堅持創新。   　　要成功，得模

仿火箭科學家的特質 　　我想起美國甘迺迪總統一九六二年在萊斯大學發表演講時說道：「我們選擇在這十年內登陸月球並完成其他事，不是因為它很簡單，而是因為它很困難⋯⋯我們願意接受這挑戰，不願延期，且要戰勝⋯⋯」。這番話豪氣干雲，相當符合美國政治家常掛在口中的「Make America Great」。在人類太空發展歷程，雖是蘇聯拔得頭籌，於一九五七年發射了史普尼克（Spunik）人造衛星，但美國終能占領主導地位，從火箭、人造衛星、太空梭到登陸外太空星球。   　　見賢思齊，國內太空發展自福衛五號發射後，雖有快速成長，衛星元件自製率高達九五％，但國人仍欠缺的是面對高科技失敗後的容忍度。國家對前瞻太空科

技的投入太保守，也欠缺宏遠的太空政策，這或許和我們民族性基因少了冒險犯難的DNA有關。然而，當先進國家都已經往外太空領域開疆闢土去了，我們還能不急起直追嗎？   　　本書由太空科學發展歷程思索問題的解決模式，由科學介紹引發哲學思維，啟動批判性的思考。有人性的具體描繪，更有問題解決的創造性策略。對從事決策的管理階層亦或想對自己人生帶來改變的人，本書提供的思維都能讓您獲益良多。   　　最後，以下幾個特質，是我親身由火箭科學家身上觀察到的，送給讀者做參考： 　　•相信知識的力量 　　•勇於嘗試的好奇心和實踐的勇氣 　　•堅定且不懼失敗的意志 　　•扎實的學理基礎 　　•樂觀而強健的個性   　　這

些，您可以在書裡看見、參透這些特質，將能帶領您我從此不再害怕面對挑戰。（本文作者為國家太空中心主任）   引言   火箭科學思維，讓日常難題迎刃而解   　　一九六二年九月，約翰．甘迺迪總統站在萊斯大學人山人海的體育場裡，信誓旦旦地對著臺下群眾說，他將會在六○年代結束之前，把人類送上月球，並且安全地帶回地球。這個人類史上最早的登月計畫可說是膽大包天。   　　當甘迺迪發表這份演說時，許多登月所需要的科技與儀器根本還沒開發出來。當時沒有任何一名美國太空人，曾經在太空艙以外的環境進行過任務操作，也未曾有兩艘飛行器在外太空對接；美國國家航空暨太空總署（The National Aeronautics

and Space Administration, NASA）對於月球表面是否夠堅硬、夠承載登陸器的重量，或者通信系統在月球上是否能如常運作等問題都一無所知。套句當時NASA一位執行官的話，「我們連環繞地球軌道運行都不知道能否做到，更何況要繞著月球運行。」   　　要讓飛行器環繞月球的軌道運行—更別說是要登陸月球表面—需要非比尋常的精準計算。這就像是對著離我們八．五公尺遠的一顆桃子丟飛鏢，並且要求只能輕輕地擦落一點桃子表面的絨毛，而不能碰到桃子本體一樣。更複雜的是，這顆桃子（也就是月球本人）一直以極快的速度在宇宙中移動。而要從月球回到地球的挑戰同等艱難，飛行器必須要以分毫不差的角度切入地球大

氣層（這件事困難的程度，就像是必須在一枚硬幣側邊的一百八十條紋路中，迅速精準指出某一條），以避免飛行器與大氣層過於激烈的摩擦造成艙體焚毀，或者不小心像打水漂一樣，變成一顆擦邊球彈飛出去。   　　以一名政治人物而言，甘迺迪對這件事的困難程度算是坦承相告。「載著登陸月球太空艙的這架火箭，」他解釋道，「將會以前所未見的合金製成，這種尚未發明的合金將可以承受高於已知合金數倍的高溫與壓力，並且能精準地形塑與組合，比最精緻的手錶還要準確。而這架火箭將會被派出去執行一起從未有人膽敢嘗試的任務，去探索一個未知的天體。」   　　你沒看錯，那時連要打造火箭的合金都還沒被發明出來。   　　我們就這樣頭也不回地

往虛無縹緲的宇宙中一跳，暗暗希望自己可以一邊往上飄，一邊抓緊時間趕快長出翅膀。   　　結果如奇蹟一般，翅膀真的長出來了。在一九六九年，也就是甘迺迪發表慷慨激昂的演說之後不到七年，尼爾．阿姆斯壯為人類邁開了這飛躍性的一大步。在萊特兄弟成功讓第一架動力飛行器起飛（僅支撐了十二秒、前進了三十六公尺）的短短六十六年後，人類的動力飛行器已經足以載人登上月球，還把人給載回來。   　　相較於人類的生命長度，這樣的飛躍式進步，常常被認為是科技的大獲全勝，但實際上並非如此。真正的勝利，來自於一套讓火箭科學家們能把不可能變成可能的思維步驟。也正是這一套思維步驟，讓科學家們成功地在太陽系裡進行十幾次一桿進洞的超

音速飛行，把飛行器送到幾百萬公里遠的外太空去，並降落在一個預設的準確地點上。這套思維步驟讓人類越來越接近殖民其他星球、成為跨星球物種的目標，將會使商業化的太空旅遊成為人類生活的新常態。   　　做為一位火箭科學家，意味著透過一副截然不同的濾鏡看待事情。火箭科學家經常思考人們一般想像不到的事情、解決人們一般處理不了的問題，把失敗翻轉為勝利、讓限制成為優勢。對他們而言，不幸與意外是可以解開的謎團，而非不可跨越的路障。火箭科學家並非受盲目的信念驅使，而是一直在自我懷疑中前進；他們的目標不是短期的成果，而是長期的突破；他們知道世上沒有什麼牢不可破的金科玉律，預設的一切都可以被更改，而新的道路會在其中成

型。   　　我即將在本書中分享的部分洞見，看似在所有科學領域中一體共通，然而火箭科學思考的範圍更廣、更大，因為這門科學所處理的風險非比尋常。每一次火箭升起，都是投入幾億美元做為賭注，如果是載人飛行器的話，上面更有無數珍貴的生命。   　　基本上，火箭升空的過程就是點燃一顆小型的核彈，只是這個爆炸必須經過非常精準的計算與控制。火箭點燃時釋放出超乎想像的狂暴能量，只要一個錯誤的步驟或一點點失準的計算，就可能造成最壞的後果。「在你點燃一具火箭引擎時，可能會發生一千種不同的情況，」太空探索技術公司（Space Exploration Technologies, SpaceX）的引擎推進工程師湯姆．穆

勒（Tom Mueller）解釋，「而其中只有一種狀況是你想要的。」   　　所有我們在地球上習以為常的事情，在太空中都上下顛倒，不管實際或譬喻都是如此。當我們把一艘精細的飛行器送入艱苦卓絕的外太空環境時，有太多潛在的失敗點了。不僅有數以百萬個零件，還有綿延幾百公里長的電線，當有零件故障時—故障不可避免地會發生—火箭科學家必須在幾千種不同的雜音中，分辨出故障零件所發出的信號。而讓情況更加困難的是，通常這時候火箭都已經不在人類可以到達的範圍內，我們無法單純地掀開機器的蓋子，看看裡面發生了什麼事。   　　在現代社會中，以火箭科學家的方式思考是不可或缺的。我們眼前的這個世界正用一種令人目眩神迷的速

度變化著，而我們也必須因應著做出變化，跟上世界的腳步。雖然並非每個人都對計算燃燒係數或者公轉軌道抱有熱情，但是我們每天都必須面對不熟悉且複雜的問題。如果能在缺乏明確的指導原則又有時間壓力的狀況下處理這些問題，我們就比其他人更占有優勢。   　　先不談火箭科學思維的好處。大家常認為像火箭科學家一樣思考，需要一些特殊天分（所以美國諺語常說「這又不是火箭科學」，來指這並非什麼高深的學問）。因此，艾爾頓．強的《火箭人》（Rocket Man）這首歌裡，歌詞寫著即使被選中參與火星任務，太空人還是感歎：「這些火箭科學，我實在不懂。」我們也挺同情以色列的第一任總統哈伊姆．魏茨曼，他曾經與愛因斯坦一起航行，橫

越了大西洋。他們每天早上會一起在甲板上坐兩個小時，而這段時間，愛因斯坦會對魏茨曼解釋相對論。旅程結束時，魏茨曼說：「我相信愛因斯坦應該是懂得相對論的。」   　　這本書並不會教你相對論或其他任何複雜難懂的火箭推進技術。也就是說，我們要談的不是火箭科學背後的科學。你不會在這本書的任何一頁裡看到圖表，也不需要對眼花撩亂的數字有天分。不需要跑去念天體物理學博士，任何人都能經由本書一窺難解的火箭科學背後祕密，並從其中領悟到能改變人生的創造力和批判性思維。   　　簡單來說，看完這本書之後，你並不會成為一位火箭科學家，但是你會知道如何像火箭科學家一樣思考。   　　所有領域都通用的思考法 　　事實上，

「火箭科學」是個大眾之間以訛傳訛的詞彙。大學裡並沒有「火箭科學」這個系所，也沒有一種職業的正式職稱叫做「火箭科學家」。「火箭科學」這個名詞，實際上是大家口頭上泛稱在太空旅行背後所須的一切科學理論與工程技術，而這也是我在本書中會使用的定義。這本書中，我將討論到科學家（充滿理想的宇宙研究者）以及工程師（讓太空旅行成真的硬體設計師）。   　　我曾經也是「火箭科學家」，在火星探測漫遊者計畫（Mars Exploration Rovers mission）的營運團隊裡工作過，曾經在二○○三年送出兩部漫遊者火星車到那個紅色的星球上。我規畫了不同的運作場景、幫助團隊選擇降落地點，並且寫出讓漫遊者拍攝火星照

片的程式。時至今日，我的火箭科學經歷仍是我履歷中最有趣的篇章。有時我受邀發表演說，主持人在介紹我時一定會提到：「最令人津津樂道的是，歐贊曾經是位火箭科學家！」這通常會引起臺下聽眾的一陣驚呼，然後大家瞬間就忘記我的演講主題。我可以看得出來大部分聽眾的腦袋裡在想什麼：別管你的演講主題了，談談火箭科學家吧。   　　我們就不拐彎抹角了：大家都愛火箭科學家。 　　我們鄙視政治人物、嘲笑律師，但是熱愛那些在實驗室裡鍍過金的天才們，因為他們設計出火箭，並且讓它和諧地升空，航行在宇宙裡。每週四晚上，喜劇《宅男行不行》經常占據美國電視收視榜。劇中呈現的是一群性格古怪的天文物理宅生活。當李奧納德因為比較喜歡弦

論而不是迴圈量子重力論而遭女友雷斯莉甩掉時，數以百萬的觀眾在電視機前大笑出聲。   　　有整整三個月的時間，在星期天晚上，超過三百萬名美國視聽大眾選擇收看紀錄片《宇宙大探索》，而非真人實境秀《鑽石求千金》。也就是說，大家選擇了黑洞而不是粉紅玫瑰泡泡。而關於火箭科學的電影—從《阿波羅13號》到《絕地救援》，從《星際效應》到《關鍵少數》—持續占據票房冠軍，並且收穫了一座接一座的小金人。   　　不過，儘管火箭科學家如此受到崇拜，世界卻沒有跟著他們的腳步走。創造力以及批判性思考並不是我們與生俱來的特質，我們天生對於大膽的想法會猶疑、拒絕與不確定性打交道，並且害怕失敗。這些特質在舊石器時代非常有用，曾

經讓我們的祖先遠離有毒的食物以及凶猛的獵食者，但在資訊時代，這就是你程式裡的一隻蠕蟲。   　　企業往往盯著過去，一再重複已經上演過的戲碼，最終導致失敗。他們沒有勇氣冒險，只能一直沉浸在現狀裡。在我們個人的生活中，常常不願意使用自己批判思考的能力，把做結論的機會推給別人。久而久之，我們批判思考的能力就萎縮了。如果群眾沒有得到充分的資訊，並且對於看似可信的消息保持懷疑的態度，那麼民主制度就會衰退，假消息滿天飛、似是而非的假科學變得真偽難辨。   　　藉由這本書，我想要培養一個群體，他們並非火箭科學家，卻能用火箭科學家的思維方式去面對日常生活的問題。這些人將能掌握自己的生活，會開始質疑「假設、刻板

印象、習慣成自然」的思維方式：會在別人只看到路障時，看到能將現實條件扳向自己的機會；會用理性的方式處理問題，並想出充滿創意的方法以重新定義現狀；會有合適的裝備，讓自己可以隨時發現假消息與假科學：將能開創出新的道路，並找出解決人類未來問題的辦法。   　　做為企業領導者，將會提出正確的問題，並且使用合適的工具解答；不會追逐流行、吹捧最新時尚；不會因為競爭對手都在使用某一些策略而不得不勉強跟隨；會探索一切事物的可能性，並達成其他人認為不可能的目標；將能躋身那些採用「火箭科學家思考法」的菁英管理階層。   　　華爾街的大企業們現在聘雇了所謂的「財務火箭學家」，把投資從一門藝術變成一門科學，而火箭科學

思考法也幫助了零售業的龍頭們，在變動多端的市場中，決定把什麼產品放在貨架上。   　　無論你正站在發射臺上、在董事會議中、還是在你家客廳裡，這本書將一直保有實用的價值，不會用傳教式口吻來告訴你火箭科學思維法的好處，而是提出具體可行的策略，讓你把火箭思維應用在生活中的每一件事情上。為了讓本書提出的觀點淺顯易懂，我將火箭科學中的趣聞軼事與歷史、商業、政治、法律等實際事件結合，更生動地闡述應用火箭科學思維法所須具備的心態。   　　即使我的名字被大大地寫在封面上，但這本書其實是在站在許多巨人肩膀上完成的。這裡面包含了我在火星探測漫遊者計畫團隊裡的工作經驗、與火箭科學家們做過的無數訪談，以及長久以來，

對科學及商業管理等不同領域所做的深入研究。我經常四處演講，向不同領域的專業人士分享自己做為火箭科學家的經驗—這些領域包括法律、零售、藥品、金融等等，並且在這個過程中一步步精雕細琢，將我的經驗更好地應用到不同產業中。   　　在這本書中，我選擇的九個火箭科學重要原則，也都可以廣泛應用於其他領域。我將逐一介紹火箭科學家們怎麼產生這些構想，以及這些構想的缺點又在哪裡。你將會讀到火箭科學的光榮與痛點、最輝煌的時刻及最災難的瞬間。   　　就像火箭一樣，本書也是分節進行、循序漸進的。   　　第一個階段：發射，將用於點燃你的思考力。突破性的思維總是充滿不確定性，所以我們從這裡開始。我會跟你分享：火箭科學

家們怎麼與不確定性共舞，並且把風險轉換成優勢。我會談談在革命性創新背後的幾條原則。   　　首先，你會發現：企業在提出構想時常犯的巨大錯誤；一些看不見的規則如何限制你的思維；為什麼減法才是通往原創性的關鍵步驟。之後，我會談到思想實驗及登月思維—這是火箭科學家、新創企業、世界級優秀人才所採用的策略，讓他們在現實世界中從被動的觀察者轉變為主動的干預者。在閱讀的過程中，你會學到：為什麼靠近太陽飛行反而是安全的；如何用一個簡單的字讓創造力瞬間爆棚；挑戰一個大膽的目標時該採取的第一步驟是什麼。   　　第二階段：加速，將用來推動在第一階段中提出的構想，探索如何精準定義問題。事實上，要找到對的答案，得先學

會問對的問題。接下來，我們會進行反轉思考，藉由證明自己的構想有誤（而非說服他人自己的正確性），來找出你的想法中可能存在的謬誤。我會揭露火箭科學家怎麼進行測試與驗證，讓你的構想可以在著陸時站得最穩。在這個階段中，你將會學到銳不可擋的太空人訓練策略，讓你能在下一次的簡報或產品發表中大展身手。   　　你會發現：希特勒掌權的過程，與一九九九年火星極地著陸者號（Mars Polar Lander）墜毀事件，有著同類型的設計謬誤；曾經拯救成千上百名嬰兒與幼童生命的策略，如何成功挽救被取消的火星探測漫遊者計畫。在本階段的最後一部分，我將告訴你如何藉由一則最被誤解的科學概念，學會解釋人類的行為。   　　第

三個階段，也是最後一個階段：成功。你將學到成功與失敗都是能解鎖終極潛力的重要因素，同時也將發現為什麼「放手做、勇敢錯」這句格言，可能是一份通往災難的祕笈。我將會展示：產業巨人的崩壞與太空梭的爆炸有何相似之處；為什麼企業常說會從失敗中學習，現實中卻無法實現；能用相同心態對待成功與失敗，將帶來什麼益處；以及為什麼表現最優秀的人，往往視連續的成功為不可忽視的警訊。   　　通過這三個階段，你將脫胎換骨。你的想法不再被世界所形塑，而是反過來形塑世界；你不再是簡單跳出框架，而將能隨心所欲改變框架的形狀。   　　擁有天文夢的土耳其男孩 　　按照劇本，我好像應該要在這個時間點介紹一下自己寫這本書的心路歷

程，以及我的成長故事。通常這種類型的書背後都會有個感人的故事：童年時候得到一支望遠鏡，從此愛上星空，決定花一生的時間研究火箭科學，並且在寫這本書時達到事業高峰—這種直線進行的美好故事。   　　但是我的故事跟這一點也不相像，而且我絕對不會想辦法把它拗成一個完美但遠離事實的形狀。   　　我小時候的確得到一支望遠鏡，說得精確點，其實是一副快散架的雙筒望遠鏡，而我從來沒有成功使用過它（這應該是個徵兆吧）。我的確從事過火箭科學的研究，而你將會在接下來的幾頁中，讀到我最後如何走到現在這一步。其實，這是一系列元素彼此激盪的結果：好運氣、一位優秀的導師、幾個良好的決定，以及或許一、兩個行政錯誤。   　　

我來到美國的原因完全是陳腔濫調。我在伊斯坦堡長大，美國對我來說充滿了夢想，我對於美國的想像，是那些翻譯成土耳其文的美國電視節目綜合體。對我來說：美國是《活寶兄弟》裡面的賴瑞，他把自己從東歐來的表弟巴爾奇納入羽翼，一起在他們位於芝加哥的住所跳著「快樂舞」，來慶祝他們的好運氣；美國是《家有阿福》裡面的譚納一家人，提供庇護給一直嘗試著要吃掉他們家貓咪的毛茸茸外星人。   　　我以為，如果美國能給予巴爾奇或者外星人阿福一席之地，那裡一定也有我的位置。   　　我出生在一個環境清簡的家庭，而我一直希望能在人生中得到更好的機會。我父親六歲就開始工作，為他的公車司機父親與家庭主婦母親分擔家計。他必須在清晨之

前起床，去領取剛從印刷機上噴出來的熱騰騰報紙，並且在學校開始上課前派送完。我的母親在土耳其鄉間長大，我的外公是由牧羊人轉職而成的公立學校教師，他與同是教師的外祖母一起，一磚一瓦建造他們教書的那間學校。   　　在我的成長過程中，家裡的電力供應一直是不穩定的，而頻繁停電對一個小男孩來說是個恐怖而難熬的經歷。為了轉移我的注意力，我父親發明了一項遊戲：他會點燃一根蠟燭，拿著我的足球模擬地球如何繞著太陽（蠟燭）公轉。   　　這是我的第一堂天文課，而我從此不可自拔。   　　夜裡，我夢遊在充滿洩氣破足球的宇宙；白天，我深陷在高權威的教育系統。在小學課堂上，老師並不叫我們的名字。每個學生會分配到一個號碼

，就像為了方便辨認牲口而標明編號一樣。我們總共大概有一百五十四人還是三百五十九人吧（我不會說出自己的編號，那是我此生設定唯一的銀行PIN，去他的「請經常更換您的PIN」）。我們穿著一樣的衣服去學校，亮藍色的制服上縫著俐落的白領子，而且每個男孩都剪著一樣的小平頭。   　　每天上學時，我們都必須唱國歌，並且複誦一遍制式的學生誓言，發誓將自己貢獻給祖國。這些動作傳遞了很明顯的訊息：克制你自己、壓抑你的個人特質，必須學會服從以換取整體更大的利益。   　　「灌輸服從性」這項任務，甚至凌駕於其他教育目標之上。四年級的時候，我有次逃避剪髮，馬上引起當時校長的憤怒。他是個像推土機一樣的男人，比起學校校長，

更適合當監獄管理員。他在一次服儀檢查中遠遠瞧見我比一般標準要長一些的頭髮，馬上像頭發火的犀牛一樣喘氣，接著從一個女孩頭上抓了一隻髮夾，插進我的頭髮中間，把這種公開羞辱當做對於不服從的懲罰。   　　教育系統認為，服從性高的孩子不會變壞，所以我們最好放棄那些討人厭的個人主義野心、遠大的夢想，以及替複雜問題找到有趣解方的能力。在這樣的教育系統中，出頭的不是那些反其道而行者、不是那些有創意的人、也不是新路途的開創者，而是那些能取悅權威的學生。他們那種低眉順眼、做人手下的態度，可以讓他們在需要勞動力的工業社會裡看起來比較有用。   　　遵守規則、尊敬長者、填鴨學習的文化，把想像力與創造力的空間壓縮得很

小。我必須要自己想辦法培養這些能力，而我主要是從書本中學習。書本是我的避難所，我把自己的每一分錢拿去買書，並且小心溫柔地閱讀，很注意不要折到書頁或者拗到書背。我可以沉浸在雷．布萊伯利、以撒．艾西莫夫、亞瑟．克拉克的科幻小說中，並且真切地想像自己過著他們筆下人物的生活。我貪婪地狼吞虎嚥著每一本可以拿到手的天文學書籍，並且把像是愛因斯坦之類的科學家海報貼滿房間牆壁。在老式 Betamax 錄影帶上，卡爾．薩根在他的《宇宙：個人遊記》節目中對著我講話，我不太確定他到底在說些什麼，不過反正我聽了。   　　我成功自學如何寫程式，並且架了一個叫做太空實驗室（Space Labs）的網站。這是一封對天文學

的電子情書，我在網站上用癟腳的小學程度英文，書寫所有一切我知道的太空知識。即使會寫程式這件事情並沒有讓我得到和女孩約會的機會，但在我之後的生涯中，這件事卻無比重要。   　　對我來說，火箭科學成了「逃離討厭事物」的同義詞。在土耳其，我的人生軌跡已經被預先規畫好了；但是在美國，在那個火箭科學的先鋒國家，我將擁有無窮的可能性。   　　十七歲時，我的逃逸速度１達標：我收到康乃爾大學的入學通知書，我童年時期的英雄人物薩根就曾是這所學校的天文學教授。開學時，我出現在康乃爾校園裡，帶著濃濃的腔調、穿著瘦瘦的歐版牛仔褲，並且過時地鍾愛著邦喬飛。   　　在我到達康乃爾不久，我就開始積極地了解學校的天文學系

都在做些什麼。我打聽到有位天文學教授史蒂夫．斯奎爾（Steve Squyres）接了一個NASA的案子，要送一部漫遊者探測車上火星。斯奎爾教授於研究生時期，曾經在薩根手下工作，這一切對我來講簡直就是不可置信的美好巧合。   　　斯奎爾教授的實驗室並沒有開出職缺，但我還是把自己的履歷寄給他，並且闡述自己有多麼渴望在他手下工作。我並沒有抱著很高的期望，事實上，我幾乎是帶著祈禱的心情在做這件事。但是我一直記得父親給過我最棒的忠告：你如果不去買彩券，就永遠不會有中獎的一天。   　　所以我就去買了那張彩券，但是對於自己即將面臨的好運一無所知。我很驚訝斯奎爾教授竟然回信給我，並且邀請我到他的實驗室面談。

而多虧了我在高中時代自學的程式語言，我得到這份「美夢成真，快捏我一下」的工作，得以參與火星任務的營運團隊，把兩部分別叫做精神號與機會號的探測車送上火星。我認真地讀了三遍我的聘僱合約，好確定上面真的寫著自己的名字，而不是什麼離譜的行政錯誤。   　　幾個星期之前，我人還在土耳其，在白日夢裡漫遊宇宙，現在我竟然得到搖滾區的座位，實際參與行動。我叫出內心的巴爾奇，好好地跳了支快樂舞。對我來說，充滿希望與機會的美國夢，不再是口耳相傳的陳腔濫調。   　　至今，我都還記得第一次走進康乃爾宇宙科學大樓四樓那間所謂的「火星室」，牆上貼滿圖表及火星表面的各種照片。那間教室雜亂無章、沒有窗戶，並且裝了令人頭痛暈

眩的日光燈，但是我立刻愛上了它。 登月思考法的力量 月球是我們最古老的夥伴，自地球存在以來，大部分時間裡它都陪伴著我們。就像羅伯特．克森（Robert Kurson）所寫：月球控制潮汐、指引迷途、點亮豐收祭典、啟發詩人與戀人、向孩子們說話。打從我們的祖先第一次抬頭望向夜空之後，月球就強烈地誘惑著人類，引動我們原始的直覺，讓我們想要走出家園進而探索。但在人類歷史中的大部分時間裡，登上月球一直是極其困難與瘋狂，月亮依舊遙遠地懸掛在我們難以企及之處。 當甘迺迪總統發表本書開頭提到的演說時，他望向未來，並且把月球視為人類活動的新邊界，看似在等待奇蹟發生。甘迺迪要求他的國家「做到大部分人認為不可能的

事情」，阿波羅號太空人尤金．塞爾南（Gene Cernan）回憶：「我自己當初也認為不可能。」十年內送人類上太空，這聽起來太令人不敢相信了。演說當時在場的一位萊斯大學教授羅伯特．柯爾（Robert Curl）這麼說：「我離開現場時還在想，他是認真的嗎？」 著名的NASA飛行指揮官基恩．克蘭茨（Gene Kranz）──也就是在電影《阿波羅13號》中艾德．哈里斯扮演的人物──也因甘迺迪大膽的承諾而震驚不已。對克蘭茨和他的同事來說，他們看過火箭翻覆、失去控制不斷旋轉後炸成碎片，因此認為把人類送上太空這件事情，聽起來實在是極其大膽。但是，甘迺迪充分了解即將遭遇的困難：「我們選擇在十年內登上月球，以及

做一些其他類似的事情，並不是因為這些事情很簡單，正是因為這些事情很困難。」簡單來說，他拒絕讓現存的狀況決定國家的未來。 這是人類史上第一次登陸月球，但是人類早在尼爾．阿姆斯壯和伯茲．艾德林踏上月球之前，就已經進行過無數次精神上的登月行動了。當我們的祖先篳路藍縷地踏上一塊地球上未知的土地時，他們就是在登月。發現火的人、發明輪子的人、建造金字塔的人、發明汽車的人，他們全都登上了月球。正是登月思考使奴隸獲得自由、讓婦女得到投票權、讓難民們登上遠方的海岸以追尋更好的生活。 我們是喜愛登月的物種啊！然而大部分的時候我們已經忘記了這件事。

starlink速度進入發燒排行的影片

用於配對無線網路分享器與延伸器之智慧天線組態演算法

為了解決starlink速度的問題，作者呂旻叡 這樣論述：

無線延伸器延長了無線分享器的訊號涵蓋範圍，可以讓訊號不佳上網速度緩慢或是完全收不到訊號的地方可以順利上網。但是無線分享器和無線延伸器的擺放位置跟天線的角度都會影響到訊號傳輸，進而影響到訊號延伸之後的上網速度。大部分的使用者也不清楚天線應該如何擺放才能達到最好的效果，如果設備能自動調整出當下位置最好的天線角度，對使用者來說會更加方便。我們提出一個天線組態設定演算法，先在初始啟動時將無線分享器以及延伸器的天線皆設定為一根水平天線和一根垂直天線來達到訊號的最大涵蓋範圍，並互相連線，連線之後我們開始切換延伸器的天線組合，同樣選定 RSSI 加總數值最高的天線組合，此時選定的分享器和延伸器的天線組態即

為此組設備位置的最佳選擇。實驗結果我們拿傳統都是水平方向天線組態的無線設備做對比，在第一個測試點為同樓層的水平位置，得到的最佳組態和傳統的水平天線設備相同，符合預期。在垂直方向的位置就有所差異，跟傳統設備的傳輸效能相比提升了26%~217%，可見智慧天線演算法能藉由自動控制最佳的天線組態有效提升每個位置的傳輸速度。因此就算設備隨意擺放，不用再手動去調整天線角度，智慧天線組態演算法就能自動調整最佳的角度。智慧天線組態演算法能夠利用自動匹配天線組態，達到延伸器更有效率的延伸，提高傳輸的速度與訊號涵蓋範圍，但是目前只考慮到配對無線分享器與延伸器的天線組態，未來還可以進階考慮多台延伸器的智慧天線運算，

拓展到多台Wi-Fi Mesh 設備也適用的演算法。

物聯網之芯：感測器件與通信晶片設計

為了解決starlink速度的問題，作者曾凡太 這樣論述：

本書為“物聯網工程實戰叢書”第2卷。書中從物聯網工程的實際需求出發，闡述了感測器件與通信晶片的設計理念，從設計源頭告訴讀者我要設計什麼樣的晶片。積體電路設計是一門專業的技術，其設計方法和流程有專門著作介紹，不在本書講述範圍之內。 本書適合作為高等院校物聯網工程、通信工程、網路工程、電子資訊工程、微電子和積體電路等相關專業的教材，也適合感測器和晶片研發人員閱讀，另外也適合作為智慧城市建設等政府管理部門相關人員的參考讀物。 叢書序 序言 第1章 物聯網積體電路（IoT IC）晶片設計概述1 1.1 集成感測器件技術演進2 1.2 物聯網積體電路晶片分類3 1.3 物聯網積體

電路晶片設計要求4 1.3.1 物聯網積體電路晶片設計一般要求4 1.3.2 物聯網邊緣層設備IC晶片設計要求5 1.3.3 物聯網中間層設備IC晶片設計要求6 1.3.4 物聯網核心層設備IC晶片設計要求7 1.3.5 物聯網積體電路晶片安全性設計8 1.3.6 物聯網積體電路晶片低功耗設計9 1.4 物聯網積體電路晶片生態圈構建9 1.4.1 英特爾佈局雲端物聯網11 1.4.2 Marvell做業界最全晶片平臺解決方案11 1.4.4 TI建立協力廠商物聯網雲服務生態系統12 1.5 物聯網積體電路晶片定制化之變13 1.6 物聯網積體電路晶片產業化發展13 1.6.1 物聯網積體電路晶

片技術發展趨勢14 1.6.2 IC企業在物聯網領域的佈局23 1.6.3 感測器晶片和通信晶片是物聯網積體電路晶片產業的方向28 1.7 本章小結29 1.8 習題29 第2章 積體電路製造與設計基礎30 2.1 積體電路發展簡史30 2.2 積體電路產業變遷32 2.3 積體電路分類與命名規則35 2.3.1 按電路屬性、功能分類35 2.3.2 按集成規模分類37 2.3.3 按導電類型分類38 2.3.4 按用途分類38 2.3.5 按外形分類39 2.3.6 積體電路命名規則39 2.4 積體電路製造40 2.4.1 晶圓製造40 2.4.2 晶圓生產工藝流程44 2.4.3 積體

電路生產流程44 2.4.4 積體電路工藝46 2.4.5 CMOS工藝49 2.5 積體電路封裝49 2.5.1 積體電路封裝技術49 2.5.2 積體電路封裝形式枚舉52 2.6 積體電路微組裝工藝58 2.6.1 不同工藝晶片組裝58 2.6.2 積體電路組裝案例59 2.7 數位積體電路設計概要62 2.8 本章小結64 2.9 習題64 第3章 物聯網感測器件設計65 3.1 感測器件概述65 3.2 材料型感測器66 3.2.1 材料型感測器的基礎效應66 3.2.2 感測器半導體材料特性設計68 3.2.3 摻雜工藝改變半導體敏感特性69 3.2.4 設計材料成分，改變製造工藝

，調節敏感特性72 3.3 結構型感測器73 3.3.1 電阻敏感結構74 3.3.2 電感敏感結構75 3.3.3 電容敏感結構78 3.4 半導體敏感器件81 3.4.1 磁敏元件結構81 3.4.2 濕敏元件結構85 3.4.3 光敏元件結構88 3.4.4 氣敏元件結構93 3.5 生物敏感元件結構95 3.5.1 酶感測器結構95 3.5.2 葡萄糖感測器結構97 3.5.3 氧感測器結構99 3.6 圖像敏感元件結構101 3.6.1 CCD圖像感測器101 3.6.2 CMOS圖像感測器106 3.6.3 色敏三極管108 3.7 感測器介面技術109 3.7.1 感測器融合11

0 3.7.2 I3C匯流排協定111 3.8 幾種感測器設計實例116 3.8.1 MEMS感測器概述117 3.8.2 微機電系統（MEMS）壓力感測器118 3.8.3 微機電系統（MEMS）加速度感測器118 3.8.4 智慧壓力感測器119 3.8.5 智慧溫濕度感測器121 3.8.6 智慧液體渾濁度感測器121 3.9 本章小結122 3.10 習題123 第4章 物聯網通信積體電路設計124 4.1 通信電路概述124 4.1.1 物聯網常用通信方式124 4.1.2 物聯網通信電路進展128 4.2 物聯網有線通信電路設計130 4.2.1 RS232電路設計131 4.2

.2 用VHDL設計UART收發電路132 4.2.3 用Verilog HDL設計USART收發電路135 4.2.4 RS485電路設計141 4.2.5 光纖收發器電路142 4.2.6 USB 2.0介面電路設計143 4.2.7 USB 3.0晶片設計147 4.2.8 USB 3.0轉千兆乙太網單晶片設計148 4.3 物聯網無線通訊技術150 4.3.1 物聯網無線通訊技術概述150 4.3.2 物聯網無線通訊技術特性154 4.4 RFIC晶片設計155 4.4.1 RFIC 設計歷程156 4.4.2 RFIC設計流程156 4.4.3 RFIC設計行業的衰落160 4.4.

4 幾款射頻晶片性能一覽161 4.5 WiFi晶片設計163 4.5.1 WiFi晶片產業概況164 4.5.2 WiFi晶片設計171 4.5.3 WiFi無線收發基帶處理器設計174 4.5.4 WiFi晶片設計案列186 4.5.5 5G WiFi技術191 4.6 藍牙晶片設計193 4.6.1 TI CC2541藍牙晶片概述193 4.6.2 TI CC2541藍牙晶片RF片載系統195 4.6.3 TI CC2541藍牙晶片開發工具195 4.6.4 TI CC2541 藍牙低功耗解決方案196 4.7 本章小結197 4.8 習題197 第5章 窄帶物聯網（NB-IoT）19

8 5.1 NB-IoT概念198 5.2 NB-IoT商業模式199 5.3 NB-IoT技術標準200 5.4 NB-IoT實現高覆蓋、大連接、微功耗、低成本的技術路線201 5.4.1 NB-IoT提升無線覆蓋的方法201 5.4.2 NB-IoT實現大連接的關鍵技術203 5.4.3 NB-IoT實現低成本的技術路線204 5.4.4 NB-IoT實現低功耗的措施206 5.5 NB-IoT晶片設計208 5.5.1 NB-IoT晶片設計目標208 5.5.2 物聯網晶片生產廠商產品一覽209 5.5.3 NB-IoT終端晶片系統結構213 5.5.4 Rx架構的選擇216 5.5.5

Rx混頻器（Mixer）設計216 5.5.6 Rx直流偏移消除電路218 5.5.7 Tx中的模擬基帶219 5.6 NB-IoT業務範圍、應用場景及競爭挑戰221 5.6.1 NB-IoT主要業務範圍221 5.6.2 NB-IoT應用場景222 5.6.3 NB-IoT發展與挑戰223 5.7 本章小結223 5.8 習題224 第6章 “芯”隨“物”動，“物”依“芯”聯 物聯網晶片產業範疇 物聯網（IoT）被認為是世界產業技術革命的第三次浪潮，有著前所未有的大市場。隨著物聯網的普及，作為核心設備的晶片也迎來蓬勃發展，成為物聯網產業競爭的制高點。在千億連接和萬

億市場的吸引之下，運營商、通信設備商、IT廠商、軟體公司和互聯網企業等各方勢力，紛紛競逐這個潛力無窮的“風口”市場。 物聯網晶片產業主要包括RFID晶片、移動晶片、M2M晶片、微控制器晶片、無線感測器晶片、安全晶片、移動支付晶片、通信射頻晶片和身份識別類晶片等。囊括在物聯網這個術語中的器件有感測器、各種類型的處理器、越來越多的片上和片外記憶體、I/O介面和chipsets。封裝這些器件的不同方法也在不斷湧現，包括雲中定制ASIC、各種各樣的SoC、用於網路和伺服器的2.5D晶片，以及用於MEMS和感測器集群的fan-out晶圓級封裝技術。移動晶片作為連接物聯網的核心器件，也是整個網路資訊傳送

的樞紐。 物聯網晶片產業現狀 目前我國物聯網晶片的研發企業由於缺乏相關技術人才，創新服務能力不足，再加上晶片設計週期長、風險高等因素，導致了在晶片領域一直處於劣勢。我國晶片產業的產業基礎、產業結構、產業規模和創新能力與發達國家相比還有很大差距，技術空白點很多，骨幹企業規模和利潤都遠遠不及競爭對手。我國物聯網發展對晶片需求龐大，核心晶片主要依賴進口。以感測器為例，中高端感測器進口比例高達80%，傳感晶片進口比例高達90%，跨國公司在中國MEMS感測器市場占比高達60%。 全球產業正在整合，產業模式在變，中國積體電路產業只有靠創新的研發、創新的思維，才能找到正確路徑，避免掉入陷阱。物聯網產業

規模發展需要跨越三大壁壘：行業壁壘、技術壁壘和需求壁壘。如何突破物聯網晶片產業的核心關鍵技術，正成為我國晶片產業界要考慮的重點。 如何在IC層面推進物聯網技術的創新？從不同視角看物聯網會有不同的理解。 物聯網專家看物聯網：物聯網晶片要微功耗、低成本、多功能。晶片企業看物聯網：小晶片，大機會。投資機構看物聯網：只投物聯網晶片創業公司，這絕對是產業鏈的上游。 物聯網晶片創業挑戰 無論是做物聯網晶片、模組，還是做終端產品，創業的風險其實都很大。物聯網晶片的定位是位於整個產業鏈的上游，雖然投入非常大，門檻也很高，但進入後競爭者想要加入的難度會很高。物聯網市場的長尾效應，讓這些新加入的晶片公司能

夠在廣闊而分散的市場中找到自己的一席之地。晶片市場運營環境正在由運營商需求為主導向行業使用者需求為主導轉變，所以在這個階段，晶片初創企業與行業巨頭並不是競爭對手，而是開拓各自領域的行業夥伴。 物聯網晶片設計聽上去像是很簡單的主題，但深入一點就會發現，物聯網並不是單一的主題，肯定沒有什麼類型的晶片可以構成物聯網的廣泛應用和市場普適。 開發用於汽車、醫療設備和工業控制系統的晶片，還存在安全性的考量。這會帶來額外的複雜度和成本，另外還需要額外的時間來設計、驗證和調試這些設備。 在物聯網邊緣，這些設備盡可能地與設計目標相符。它們會將數以十億計的事物連接到互聯網。它們必須要廉價，必須出現在現場，必

須要能與物理世界進行交互，並且必須滿足低功耗要求。通過感測器和執行器與現實世界交互，涉及高電壓、物理學、MEMS和光子學這樣的領域。物聯網晶片設計需要更可靠、更安全，還需要滿足一些行業標準，比如汽車領域的ISO 26262或用於工業物聯網（IIoT）的OMAC和OPC工業標準。這些都會導致成本增長，也會拉長這些設備上市的時間。尤其是在移動電子產品領域，需要非常低的功耗以延長電池壽命，這需要複雜的電源管理，進一步增加了產品價格和設計複雜性。 “芯”隨“物”動：技能實力確定物聯網“江湖地位” 晶片的功能、性能和成本隨物聯網工程應用而動態變化。實現這些變化，要靠晶片設計企業的研發和技術實力。

（1）誰是霸主？群雄逐鹿核心戰場 萬物互聯離不開小小的晶片，包括華為、聯發科、英特爾和高通在內的行業巨頭紛紛發力物聯網晶片。晶片是物聯網時代的戰略制高點，誰能掌握核心技術，誰就能成為物聯網產業的霸主。 戰鼓擂響，深耕手機晶片市場多年的聯發科聚焦物聯網晶片，推出新一代客制化WiFi無線晶片平臺系列MT7686、MT7682和MT5932，這3款晶片具備了更多實用功能，功耗大大降低（約90%），喚醒時間小於0.1秒，開發者在開發新產品時能獲得周到的技術支援。 華為積極戰略佈局物聯網領域，高度集成的Boudica 120晶片將大規模發貨。預計全球將有20多個國家都部署NB-IoT（窄帶物聯網）

網路。華為已經與40多家合作夥伴展開合作，涉及20多個行業業態，在智慧停車和消防領域的應用處於領先地位。 風靡城市的共用單車是窄帶物聯網技術最大的應用市場之一。搭載物聯網晶片的單車將從一種出行方式擴展為一種生活方式。摩拜不僅牽手高通，在新款單車中加入高通的最新物聯網晶片，還與華為達成戰略合作，在窄帶物聯網應用及創新等領域開展深度合作。 物聯網成為推動世界高速發展的重要生產力，各國都在投入鉅資深入研究探索，我國也不例外。工信部發佈《關於實施深入推進提速降費、促進實體經濟發展2017專項行動的意見》，提出了NB-IoT商業化的具體方向，加快NB-IoT商用進程，包括拓展蜂窩物聯網在工業互聯網、

城市公共服務及管理等領域的應用，支援智慧工廠、智慧聯網汽車等創新業態發展。 （2）誰執牛耳？專利才是爭奪目標 物聯網萬億“蛋糕”雖然美味，但想要咬下去並不是那麼容易。在2G、3G甚至4G時代，中國企業並沒有佔據先發優勢，尤其是在核心技術方面，頻頻吃了專利的虧。例如，高通在CDMA領域擁有3 900多項專利，核心專利600多項，占CDMA所有專利的27%，壟斷了全球92%以上的CDMA市場。在中國，這一比例幾乎達到100%。吃過專利虧的中國企業在佈局物聯網時，更應該未雨綢繆，在專利上加大投入，儘早掌握行業的話語權。 根據諮詢公司LexInnova發佈的物聯網專利調查報告顯示，晶片廠商和網路

設備製造商在物聯網專利方面，晶片巨頭高通和英特爾排名前兩位，專利數量是第三名的兩倍。 物聯網發展還處在初級階段，變數還很多，但可以肯定的是，這將是一場激烈的專利戰。 （3）全面出擊？高通推出系列方案 高通公司第一個產品系列是移動SoC。它保留了高通為智慧手機打造的晶片性能；為了適應物聯網的需求，做了相應的軟硬體調整和改動，使其兼具強勁計算性能和聯網能力。 第二個產品系列是應用SoC。它由高通和穀歌聯手打造，集成Google Android Things軟體系統，支援觸控式螢幕、攝像頭及Google Assistant家居中樞產品的應用。家庭環境的物聯網產品只需要支援WiFi連接，不太需

要4G LTE的連接能力。通過減少對蜂窩技術的支援，優化應用SoC的成本。應用SoC可以用於智慧助手類產品、溫度調節器、安全類產品，甚至智慧冰箱。哈曼和聯想分別與高通合作，宣佈採用高通家居中樞平臺開發家居產品。 第三個產品系列是LTE SoC。它支援面向物聯網的4G LTE連接，譬如NB-IoT和e-MTC。LTE SoC系列除了支援LTE蜂窩連接外，還可利用其內置的ARM Cortex M系統微型控制器提供一定的計算性能。此系列非常適合智慧城市的相關應用。 第四個產品系列是連接SoC。這個系列僅內嵌了MCU，因此計算性能有限；在連接方面，僅支持WiFi、藍牙及802.15.4連接。 第五

個產品系列是藍牙SoC。它結構簡單，擁有微型控制器，僅支援藍牙無線連接。 高通還和亞馬遜、微軟合作，在晶片的M4微型控制器中集成了它們的雲平臺SDK。通過這兩款平臺，高通的客戶可以為家居打造成本較低，但仍然具備智慧特性的產品。 “物”依“芯”聯：設計新概念、新技術和新方法 萬物互聯，依賴物聯網晶片。聯網設備種類繁多，對物聯網晶片的功能和性能提出了更多要求。物聯網晶片涉及的新概念、新技術和新方法層出不窮。 （1）eMTC與NB-IoT，3GPP的新寵 隨著物聯網的進步和成長，許多行業都在期待有一個低成本、微功耗、更高節點密度的LTE晶片，為行業帶來革命性的改變。為了應對這些要求，國際化

組織3GPP宣佈了兩個全新的LTE規格，一個是Cat-M1（eMTC），另一個是Cat-NB1（NB-IoT）。eMTC與NB-IoT在運營商佈局LTE時，複用現有的FDD-LTE和TDD-LTE的網路基本設施。因此通過少量的設備投資，網路就可以實現對Cat-NB1和Cat-M1的雙模支持，從而更高效、快速地支持物聯網的演進與成長。晶片性能高達1.2Gbps的峰值速率，支援全網通、雙SIM卡、雙VoLTE和LAA，首批商用終端即將上市。 （2）軟硬體協同設計方法縮短設計週期 zGlue提供晶片與系統設計方案，將物聯網產品設計與製造相結合，具有高集成度、系統靈活、成本更低、風險更低和上市時間

更短等特點。zGlue提供了一個完整的產品設計解決方案，包括zCAD軟體、ZIP集成平臺、zGlueSmart FabricTM系統管理基片和zGlue ZipPlet StoreTM。研發人員可以訪問zGlue ZipPlet StoreTM，從供應商提供的晶片組中選擇並配置所需功能，自動在zGlueSmart FabricTM上生成滿足市場需求的晶片產品。zGlue Zip設計自動生成硬體和軟體發展環境，在設計平臺上立即開始功能驗證，所以從產品概念到批量生產的研發週期被縮短，上市時間也提前了。 （3）eSIM晶片應用普及 eSIM卡的概念就是將傳統的SIM卡直接集成在各種物聯網晶片之上

，而不是作為獨立的可移除零部件加入設備中，使用者無須插入物理SIM卡。 如果說SIM卡是移動互聯時代的物種，那麼eSIM就是專門為萬物互聯時代量身打造的嵌入式集成晶片。簡單概括，eSIM具備不占空間、低成本、高安全等特性，在技術上有著SIM卡無法比擬的優勢。eSIM將成為物聯網設備的中樞神經。 目前，eSIM已經應用到了車聯網、共用單車和消費級電子設備等眾多領域。摩拜單車最新的智慧鎖就是基於eSIM晶片設計，實現了更省電、終身免維護，且防盜能力強等特點。eSIM這顆“芯”已經成為萬物互聯的硬體載體和安全信任的根本。 物聯網技術在智慧公用領域的應用由來已久。應用在表具（燃氣表、水錶和電錶）

上的“GPRS無線遠傳方案”通過GPRS移動通信網路實現伺服器與表具資料的資訊交互。物聯網表在實際應用中存在維護成本高、改造成本大、功耗大，以及在實際應用中往往長時間暴露於外部環境，使得傳統實體SIM卡容易氧化而引起接觸不良和掉線等問題。eSIM晶片可以避免此類問題，有效提高應用的穩定性和可靠性，從而大大降低實際運營中的維護成本。 智慧醫療領域中物聯網技術的應用已經逐步深入。但是在複雜的應用場景中，當前智慧醫療設備往往受到干擾性強、攜帶不方便等因素的困擾，導致實際應用效果不盡如人意。 智慧醫療設備通過內置eSIM卡技術避免了實體SIM卡的空間限制，有效縮小了配件產品的體積，可以輔助實現多種

醫療設備便捷式設計的實現，從而拓寬使用場景，有效提高抗干擾性，提升資料傳輸的可靠性和穩定性。因此，內置eSIM卡技術的應用對於便捷式智慧醫療設備業務拓展和功能延展有著重要意義。中國聯通正式宣佈在6座城市率先啟動“eSIM一號雙終端”業務的辦理，這也意味著可穿戴設備可以和使用者手機共用號碼。 （4）SDR概念加速研發進程 在通用的硬體平臺上用軟體實現各種通信模組的SDR（Software Defined Radio，軟體定義無線電）概念，其實早在3G時代就已經出現了。物聯網晶片企業從技術分類上來看，其實只有兩大類：一類是用傳統ASIC（Application Specific Integra

ted Circuit，專用積體電路）方式；另一類就是以SDR做物聯網晶片前端設計的方式。 低頻次連接、傳輸速率低的物聯網的出現，恰恰使SDR功耗高的短板變得不再重要，而使得軟體屬性晶片（泛指通過軟體設計的晶片，如SDR（軟體定義無線電）和SDN（軟體定義網路）基於FPGA基片，通過軟體程式設計而開發的晶片）特有的反覆運算迅速、製作成本低、定制化開發快等技術優勢被放大。基於SDR的物聯網晶片解決方案支援NB-IoT和LORA技術的雙模產品，可應用于智慧城市、智慧消防、智慧健康和智慧三表等領域。 （5）用於神經網路計算的高性能晶片 麻省理工學院（MIT）的研究人員開發出了一種可用於神經網路

計算的高性能晶片。該晶片的處理速度可達其他處理器的7倍之多，而所需的功耗卻比其他晶片少94%~95%。未來這種晶片將有可能被使用在運行神經網路的移動設備或物聯網設備上。 處理器在進行計算的時候，會在記憶體中來回移動資料。由於機器學習演算法需要大量的運算，因此在來回移動資料的時候會消耗大量能源。這些計算可以被簡化成一種具體的操作，這種操作被稱為點積（dot product）。他們的想法是，是否可以將這個點積功能部署到記憶體中，從而不用再不斷地移動這些資料。 神經網路晶片會將節點的輸入值轉化為電壓，然後在進行儲存和進一步處理的時候將其轉換為數位形式。這種做法讓這塊晶片能夠在一個步驟中同時對16個

節點的點積進行計算，而且無須在記憶體和處理器之間移動資料。這種處理方法更加接近於人類大腦的工作方式。 （6）積體電路工藝和封裝技術 物聯網晶片設計流程和製造工藝都必須創新，其中包括功率管理、電路簡化和成本降低。晶片的工藝節點從55nm遷移到28nm會節省更多成本。隨著工藝的發展，成本還會繼續下降。 另外還有其他降低成本的方法，如將多個感測器封裝到一個集群中以實現規模經濟的方法。這種方法背後的思想是，即使並不是所有的感測器都會被使用，但生產集群感測器的成本還是比單獨生產單個感測器的成本更低。 （7）虹雲工程推動物聯網覆蓋範圍 中國正在積極推進網路演進，發展下一代網路技術。有報導稱，中國

的虹雲工程會在2018年底發射首顆技術驗證星，開展低軌寬頻通信演示驗證及應用示範。2022年，中國將部署和運營整個衛星系統，構建156顆衛星組成的天基寬頻互聯網，形成以低軌寬頻通信為主，兼顧導航和遙感的綜合資訊系統。屆時，無論我們身處沙漠、海洋或飛機上，都能享受與家裡一樣的上網速度和服務體驗。 美國太空探索技術公司SpaceX星鏈（Starlink）計畫將開展對地通信測試。該專案計畫在2024年前發射近1.2萬顆小衛星，向全世界推出高速互聯網服務，助力物聯網的普及和發展。 關於本書 本書是“物聯網工程實戰叢書”的第2卷——《物聯網之芯：感測器件與通信晶片設計》。本書基於物聯網工程的實際應

用，系統介紹了感測器件與通信晶片的設計理念與方法，從源頭告訴讀者需要設計什麼樣的晶片，以及如何去設計這樣的晶片。 僅以此文致敬那些為物聯網的發展做出貢獻的工程師們！同時感謝在本書寫作和出版過程中提供過幫助的各位朋友！本書參考了較多文獻，但因為所參考的文獻繁多，未能一一列出，非常感謝文獻作者對促進我國物聯網工程技術的繁榮和發展所做出的貢獻。 曾凡太 于山東大學 2018年10月

高空通訊系統之通道特性評估

為了解決starlink速度的問題，作者林祐正 這樣論述：

科技逐漸成熟，而衛星通訊應用與日俱增，而面對火箭發射的高額成本，通道的狀態不易取得的情形下，設計出這套針對應用在高空中通訊方面的系統，以方便實驗室可以做出簡單的模擬。本論文結合實驗室擁有的通訊收發系統及NI PXIe-5644r搭配軟體labview2015做出一套通訊通道模型的評估，以及一套針對測試火箭飛行時各種不同干擾下的通訊狀態，如測試火箭飛行最快時速為1馬赫(每秒344公尺)的速度，取5段速度及5段距離下觀測不同的通訊狀態，針對不同狀態去做測試火箭對地面站通訊時通道可能的樣子做一個可行性評估模擬，再根據不同的環境下所產生相對應的pathloss,shadowing,doppler的可

能情況下做出適當且合理的模擬。結合真實的實際量測狀態，利用pluto發射與usrp B210接收，以中心頻率860MHz做到與測試火箭硬體架構相同的情形下做真實的訊號傳輸，實現(Hardware-in-the-loop)硬體迴路的通訊系統通道模擬，驗證通訊收發系統量測在各種環境下的效能狀態以及測試這套通訊系統的極限值。