那些年，我們一起留學美國的日子

作者施永強

美國在二次世界大戰後，大力發展經濟來提升人民生活水準。1980年代台灣的留學生大部分都是留美，這些留美學生個人完成了美國夢，畢業後或繼續留在美國發展奮鬥，或返台貢獻所學，都經由直接或間接的方式，用所學報效國家，建設台灣成為科技美麗島。台灣先後成立新竹科學園區、南部科學園區和中部科學園區，引進新技術設備，創立新產業，大幅提升工廠生產力和技術研發能力，台灣因此得以科技立國，變成跨國際的科技寶島，國民平均所得大幅提高，俗稱「台灣錢淹腳目」。

當時在美國的商店，到處可見MIT, Made In Taiwan的產品，當年被譽為「亞洲四小龍」的台灣、香港、南韓、新加坡，緊跟著領航大雁的日本創造出經濟高速成長的奇蹟。但經二、三十年後，台灣已落後在雁行隊伍後方的遠處，往日風光歲月，已經一去不復返，實在令人傷感。有感於斯，筆者在本書中，描述當年遠赴美國留學生的艱辛奮史，期與新進的青年學子共勉之，來再度創造轟轟烈烈、光榮的科技美麗島。

踏出留學美國的第一步，攻讀碩士學位

我是家族裡第一位留學美國者，所以父母及親戚專程陪伴我到桃園機場，我帶著兩個行李箱。沒想到生平第一次坐飛機，就遙遠的橫跨太平洋，要從台灣飛到美國的紐約甘迺迪（JFK）機場。1983年8月，我第一次來到了美國，旅程冗長，卻仍覺得新鮮有趣，一點都不感到疲勞。紐約州立大學石溪分校（State University of New York at Stony Brook）位於紐約州的長島（Long Island），現改名叫作石溪大學Stony Brook University （The State University of New York），從紐約市向東開車約兩個小時可到達。校園寬廣，佔地約一千英畝，有醫學中心，與鄰近的國家實驗室Brookhaven National Laboratory有合作關係。它包含文、理、工、商、醫學、護士等學院，電機工程系歷史悠久，遠近聞名。有來自台灣的陳啟宗（Chi-Tsong Chen）教授，他著有暢銷書「信號與系統」Signals and Systems與「線性系統理論與設計」Linear System Theory and Design，而物理系有舉世聞名的諾貝爾獎得主楊振寧教授。

在紐約州立大學石溪分校，共兩百多位來自台灣的學生。新生若聯絡台灣同學會，就會有學長開車去甘迺迪機場接機。大家都是出外人，遠渡重洋來異地就讀，彼此互相幫忙照顧，感情濃厚。同學會常舉辦各項活動，吃喝玩樂，以解鄉愁。當時與我同期來自台灣有十位電機新生，大家會聚集討論選課，互相指導來克服陌生環境的種種困難。剛來美國還第一次看到下大雪，整個操場覆蓋著厚厚白雪，非常興奮，特地躺在雪上照相留念。冬天室外寒冷，幸好學校宿舍裡有乒乓桌，我只好在室內與同學打乒乓球，來運動身體。

當初，來紐約州立大學唸碩士之前，已決心要攻讀博士學位，所以選擇以非論文項目，每學期五門課共兩個學期（九個月）的方式來完成碩士學位。在這期間我擔任助教，幫教授批改學生作業，在課堂上解題。剛說英語時有點不適應，但習慣了就好。其實在美國唸書，考試作業並不算難題，因為在台灣已訓練過。反而維持均衡營養的三餐才是大問題。學校餐廳提供的美式食物，剛吃時覺得新鮮，什麼都好吃，連續吃幾天下來就膩了，而且花費又高。因平日功課忙碌，為省時省錢，往往週日，滷一鍋肉放在冰箱，等到要吃時再拿出來加熱，用大同電鍋煮飯，再炒兩盤蔬菜來吃。可是時日一久也會吃膩，該怎麼辦呢？於是和幾位同學，合夥開飯，大家輪流煮飯燒菜，不僅多變化也別有趣味。可是若不巧碰到真的不太會燒菜的同學，大家嘴巴也只好忍著點了。

更進一步攻讀博士學位

在紐約州立大學九個月，真是一眨眼的功夫而已。1984年5月碩士畢業後，我前往印第安納州（Indiana State）普渡大學（Purdue University）電機工程研究所攻讀博士學位。離開紐約之前，因為平日功課忙碌，都沒時間來逛附近鼎鼎大名的紐約市，所以與同學相約去紐約市區遊覽，參觀博物館、航空母艦、聯合國大廈、世貿中心、帝國大廈、中央公園等等。我們真就像紅樓夢裡的《劉姥姥進大觀園》般，雖然走馬看花，卻是興致勃勃，滿心愉悅，欣賞紐約市的繁華熱鬧，真不愧為世界第一大都市。

在美留學時，有些人會因經濟因素，須要打工賺錢。在此也順帶談談打工賺錢的機會。一般留美持有F1簽證，照法令規定只允許在校內打工，每週最多二十小時。大學往往為降低成本，用學生臨時工代替全職員工。所做的工作多為輕鬆的，譬如：在圖書館幫忙、當教學或研究助理、幫老師改作業、做實驗或做調查、在學校餐廳做漢堡、在實驗室清洗玻璃器具等。『餐館打工』按理是不合法的，這是十幾二十年前老一輩留學生們留下來的打工經驗，據我所知，同學們幾乎沒有人去做餐館刷盤子這種事情了。如果畢業前想在校外工作，一般需要申請Curricular Practical Training (CPT) ，每個學校的CPT政策不一樣：大多數學校會要你選一門叫做「專業實習」的課，然後這個課就是你的校外實習；有的學校會有嚴格的審核機制，如果認為你的專業不需實習，或實習內容與專業無關，可能就不會允許。

1984年5月，我於紐約州立大學石溪分校畢業後，隨即轉往普渡大學（Purdue University）攻讀博士。普渡大學位於美國中部印第安納州（Indiana State）的大學城West Lafayette，是一所州立大學。普渡素為名校，四萬多名學生的規模，僅工學院就佔四分之一，其電機工程為全美前十名，獎學金及經費充裕，設備也極先進：在成大，全校等著輪用唯一一台電腦執行程式。普渡的電腦數量則不只是「想用隨時能用」的規模，且配備先進Email連線系統。有這樣等級的設備，自然讓研究工作更是如魚得水。

攻讀博士，先找名師指導教授

當時普渡共三百多位來自台灣的學生。初抵宿舍時，聽到室友鄧洪聲（註：現任國立中興大學教授）介紹其指導教授傅京孫（King-Sun Fu）。傅教授是圖形識別（Pattern recognition）和人工智能（Artificial Intelligence, AI）的先驅，也是美國國家工程院和台灣中研院的院士，學術成就斐然。當時傅教授的門下，就有三十多位博碩士班學生。足見其之聲譽及研究規模之龐大。

由於傅教授經常出國參與學術研討會議，他總攜帶學生的論文，利用坐飛機的時間批改。在校期間，他每週固定花三小時，與所有學生共同會議討論。每週一位學生上台，發表自己新的研究方法和實驗結果，他鼓勵學生提問，也自己提出尖銳的問題追根究底。

傅教授非常關心台灣資訊業發展，也曾答應台灣政府要承擔興起台灣資訊業重責。遺憾的是，於1985年4月29日，教授猝逝於華盛頓ＤＣ。他當時正在美國國家工程學院，參加慶祝國家基金會（NSF）新成立之工程研究中心 ERC（Engineering Research Center）的晚宴。傅教授的意外逝世，帶給普渡大學極大的震撼，是學術界的極大損失。當時台灣的蔣經國總統頒發『國失良師』的匾額，以示追悼。

痛失良師，再找其他名師，開發新的研究領域

傅教授過世後，我轉到歐文、米契爾（Robert Owen Mitchell）指導教授。他是麻省理工學院（MIT）的博士，人很隨和，聰明風趣。那時他是普渡的工學院副院長，繁忙鮮有時間與學生討論，是不會主動找學生的教授。但每當我向他報告新的研究進展時，他總會很開心地把其它事情挪開，與我不斷地討論。原來研究工作一直是他的最愛。那時我研究的是一個新領域：「數學形態學」（Mathematical Morphology）。

當初教授向我提到時覺得很有趣，事後我就一直研究下去。當有足夠的理論內容和實驗成果可發表於期刊時，教授慎重其事，反覆地思考推敲構句，更改我的英文寫作表達形式，直到滿意為止才送出。我對此深深感激，因為有這樣的諄諄教導，我才能體會如何用英式的遣詞造句，結構整篇論文。而這也對日後擔任教職及研究工作助益良多。這篇論文之後被送到圖形識別領域上排名第一的期刊（IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence）受審，這個期刊的淘汰率相當高，而且大部份被接受的文章，事先都會被要求大幅度的修改。結果評審卻不要求我修改就直接接受了我的論文，這都得歸功於教授費心的指導。

研究大問題，牽一髮而動全身

每當解決一個大問題時，要考慮到各種因素所產生的連帶影響，真可謂牽一髮而動全身。而且科學沒有邊界，不能老侷限在狹窄的範圍內；因此平時要涉獵各種學科，瞭解各式解決問題的方法，用多項學科（Multi-disciplinary）的理論來做系統整合（Systems Integration）。經過長時間的研究思考，我發現我的議題「數學形態學」出現一道曙光，可以用不同的數位邏輯，來做等值的運算。但是卻陷入運算量相當大，速度緩慢的問題，這在實際工業應用上，步步求快的前提下顯然難以實現。

我嘗試從不同的角度，來思考評估問題，同時並大膽假設，多方面向不同領域的師長、同學請益。皇天不負苦心人，終於思考出一個新的解決方案，也就是採用閾直分解（Threshold Decomposition）和平行處理（Parallel Processing）的結合，來實現減少運算量，達到實時運算（Real-time Computing）的功能，也因這項重大發現，才能促進日後工業界，對數學形態學有效的應用發展。當時很多人建議米契爾教授和我將這項發明申請專利賺錢，米契爾教授委婉拒絕並向我解釋，他寧可將這項技術發表成論文，讓所有人共享這份寶貴的技術資產，後來這篇論文被造就成為被引用次數最多的論文之一。

良師益友，奔日趕夜向學

良師以外，益友也惠我甚多。普渡有來自不同國家的師兄弟，彼此討論和腦力激盪，經由各自的專攻議題，分享研究心得。在這樣的環境下，你只有不藏私，提供給別人更多，自己才能獲得更多的機會。這種輯思維，在東方的文化是很難被理解的。也因參與美國國科會在普渡ERC（Engineering Research Center）的大型研究計畫，我們一群人，得以拜訪大型製造公司，直接進入工廠內和第一線的工人面對面交談，瞭解問題核心所在，然後帶回實驗室去思考解決方法。這種產學密切合作，才不致流於空泛，陷入不切實際的鑽研。

能有這樣的機會在這樣的環境中學習，自然讓人更容易專注於學業。我常在實驗室，工作到半夜。有次因為思考困難議題，在編程中反覆嘗試不同的方法來驗證思路。完成後剛踏出實驗室要回家，就碰到米契爾教授，直覺地請安說：「Good Evening」，卻聽到他回答：「Good Morning」，一瞬間我愣在那裏，等走到外面才發覺天色已泛白，看看手錶，都已經是早上八點了！真是奔日趕夜的在向學。

在良師益友跟頂尖的求學環境之外，同樣印象深刻並深深受惠的，就是同為台灣人的互助精神。普渡的台灣留學生多靠獎學金維生，過的清苦。但憑藉互助、自立、奮鬥，我們贏得學校的讚賞，也獲得其他同學的敬佩。從台灣到美國，新生下機第一眼看到的，就是不同的人種與陌生的土地，不免感到茫然和孤獨。可是普渡的學子只要事先通知同學會，都會有老同學遠到芝加哥機場迎接。學成歸國服務的博士們，不論有多少行李，也都能協調大家送機。

在美國，異鄉生活，甚麼都不像在台灣那樣容易、熟悉。你必須考慮安全、交通、購買食物等問題。治安不好，大眾運輸工具又不多。雖然是有車階級的天堂，但若沒車，那真只能靠兩條腿了。這裡的老同學會像「母雞帶小雞」，帶你熟悉環境，每星期購買一次食物與日用品。這讓你能很快適應，過獨立的生活。在台灣，你不會感覺到國之重，家之親。然而身在異域，不由得你不想家想親人，想台灣的好。因此同學會也常舉辦各種活動，老學長們也會在周末或假日，邀你去他們家聚會聊天，平衡你的情緒，減少你的鄉愁。

完成博士學位，受聘大學助理教授

1987年7月，我回台灣探望家人，順道去台灣大學、交通大學與成功大學演講，發表我最近所做的新成果，將來的研究方向，與國內的學術界交流。那時台灣較缺乏留美的教授，他們都很熱誠地歡迎我回台任教。八月底返回普渡大學時，遂即向米契爾教授提問：「我可以畢業了嗎？」，沒想到他爽快地回答說：「把畢業論文拿給我看一看」。我聽了好高興，就把以前所做的研究成果整理好，並加以補充描述，於十月交給米契爾教授看。他讀完後非常滿意，於是我們就計畫在十二月初，舉行我博士論文最後的口試。

這時我想先嘗試找美國大學的教職工作。沒想到剛寄履歷就接到紐澤西州立理工大學（New Jersey Institute of Technology）電腦科學系主任的電話，談完後就答應立刻給予我口頭聘書，並安排搭機去紐澤西州理工大學參觀，兩週後即接到了書面聘書。於是我就於1988年1月1日，開始在該校任職助理教授，同時也就婉拒了其他公司，如IBM、貝爾實驗室，與幾所大學的面試通知。

留學美國，雖艱苦但寶貴

在美國求學的歲月，雖難免艱苦，但我很榮幸，能在如此優異的環境跟良師益友及台灣的同儕環繞下經歷種種的考驗與磨練，在1987年，我拿到了夢寐以求的博士學位，成為普渡大學的電機電腦博士。於1988年6月，祖父、父母親、妹妹與妹婿特地從台灣飛來美國，來普渡大學參加我的畢業典禮。

鑒於過往，我一向勸年青人讀書定要趁年輕，一氣呵成。而且受苦磨練才會激發潛能。環境太好，就要想辦法製造挑戰的願景，養成自立、自強、自助的習慣。艱苦的環境裡，才能孕育出偉大的人才。出國唸書得承受著離鄉背井，孤獨在外的磨練，但必始終抱持「樂觀誠實」的態度，努力追尋那需永恆攀爬的學術殿堂。人生的路程上崎嶇不平，顛簸難免，但不能就此一蹶不振。機會是給準備好的人，要自己努力去爭取，而決定自己命運的，是自身性格修養、人生際遇，以及受到周遭環境的變化影響的抗壓能力等等。

記得丘成桐（Shing-Tung Yau）教授在台灣大學演講時提到，當年在美國加州大學柏克萊校區（University of California, Berkeley）的求學過程，以此勉勵學生努力耕耘勿妄自菲薄。丘教授生於廣東，後隨家人移居香港，於香港中文大學畢業後到美國加州大學柏克萊校區完成博士學位。曾獲得國際的數學獎項Veblen 獎和費爾茲獎（Fields Medal），是台灣中央研究院院士，現任教於美國哈佛大學。丘教授說在柏克萊時，見到不少數學大師，驚覺自己懂得太少，除了主修數學代數外，也旁聽六門不同學科，整天待在圖書館，從早上八點直到下午五點沒有停止過，從看書來啟發思考力。可見凡事要下苦功，才會有所成功。他鼓勵學生做研究要先有求知欲和好奇心作為牽引和動力，最重要對學問有興趣，產生懷疑，才會問問題，進而追求事實真相。

學子們啊！橄欖樹不只在夢中，也在茫霧般塵世的前方，趁早踏出那一步，才能追尋到他隨風搖曳的枝幹。

施永強博士，現任職美國紐澤西州立理工大學電腦科學系正教授

一九八七年十二月通過博士論文口試與米契爾教授合影