你大概沒想過 LED 燈除了節省電力，還能擔當起網路信號發射器的角色。只要在日常使用的 LED 燈中內置一顆微型晶片調整燈光，加上目前 LED 燈的普及，便可創造全新的上網途徑－「Li-Fi（Light-Fidelit）」，也被稱為「可見光通訊（Visible Light Communication, VLC）」。
Li-Fi 光通訊利用 LED 燈泡做為訊號的發射器，並裝設光電二極體（photodiode）作為接收器，當燈泡亮起即代表 1，熄滅代表 0，藉由光線編碼並傳輸資訊。由於燈泡閃爍速度極快，人類肉眼並無法察覺其變化。
2012年德國柏林的研究團隊，在只有一個 LED 燈泡的情形下，達成每秒 500MB 的傳輸速度。倘若同時使用一排 LED 燈，或是使用不同顏色波段的燈泡，甚至就能傳送更大量的訊息。英國愛丁堡大學的哈洛德海斯（Harald Haas）教授說：「所有的元件跟機制都已經就定位，現在只要把他們放在一起、使之運作即可。」
此外，Li-Fi 若要真正打入市場，必須提供比過去的無線網路更為優異的傳輸表現，並且兼顧傳輸速率與距離。目前利用可見光雷射所建構之可見光通訊系統技術上已漸成熟，全面商用普及化不是問題。而以 LED 為光源所建構之可見光通訊系統，因 LED 先天頻率限制，要達到高傳輸速率需要更為複雜的調變方式，同時在光源發散情況下，傳輸速率越高，其傳輸距離就越短（僅剩約幾十公分），造成速率與距離無法兼具的情況，也是造成全面商用普及化的最大因素。
If you have an unhealthy childhood, it’s difficult to reach your full potential.
如果你有個不健康的童年，就很難發揮完全潛能。
If you have to wonder whether you’ll have food or rent, or worry about abuse or crime, then it’s difficult to reach your full potential.
如果你得擔心溫飽或居所，擔憂被虐待或遇到犯罪，就很難發揮完全潛能。
If you fear you’ll go to prison rather than college because of the color of your skin, or that your family will be deported because of your legal status, or that you may be a victim of violence because of your religion, sexual orientation or gender identity, then it’s difficult to reach your full potential.
其實祖克柏的舉動並不令人訝異，他早就承諾參與梅琳達與比爾蓋茲夫婦的倡議 The Giving Pledge，要捐出大部分財產。就在巴黎氣候變遷會議COP21啟動當天，也宣佈他創辦的突破獎要與蓋茲基金會一起投資可永續的能源事業。而在不久前的「臉書鄉民聚會」上，他就清楚地說過他希望他的女兒在16歲的時候「基本上就是個可以隨時學習到任何東西、愛的人就在身邊、沒有疾病、沒有無謂的折磨、戰爭，更平等的烏托邦。但他相信他女兒那代將會實現。」
當然，作為一個父親，我對祖克柏的慈善行動非常佩服，因為他試圖改變也有能力改變的是包括他的女兒 Max 與我的女兒的未來，創造一個沒有疾病、平等、互相連結的社會。但我認為他不該期待他的女兒因此能發揮完全的潛能。他在文中也寫道：
Children who face traumatic experiences early in life often develop less healthy minds and bodies. Studies show physical changes in brain development leading to lower cognitive ability.
有許多老師、研究者多少也意識到教育、科教的問題。也常嘗試去做，這些方式不外乎是外加許多新的媒材、科技來融入教學。但會運用翻轉教室、帶學生參加科普活動、做實驗，就能做到改變嗎？我一直覺得像教育的改變貴在教師的心態調整，而非形式上的改變，假若這些方式有設計出很好的議題脈絡，會有很好的效果，但若僅流於形式，僅僅是讓學生多做點事、老師多做很多的事而已。那麼心態該如何改變？Image may be NSFW. Clik here to view.
怎麼教/寫科學？
我沒有教學經驗，但我一樣希望能從測驗研究與科普寫作出發的觀點，分享個人對「教與寫科學」的看法。我對科學素養的詮釋是：能理解並運用「從觀察現象為出發點，提出個人的解釋，並透過合理的歸納提出支持自己論點的假說，而透過求證與驗證來證實。」的能力。若以此為出發點，除了一些基礎核心的知識外，重要的部分都不該是科學知識本身，而是讓孩子從小就形塑出求真求實的精神，這就是我的答案。Image may be NSFW. Clik here to view.
Suber cells and mimosa leaves. Robert Hooke, Micrographia, 1665. 圖片來源：Wikimedia
但如果可以把整個教學流程反轉過來，變成以活動為主的課程，那狀況就會不一樣──學生所扮演的角色，要像是三百多年前的虎克（Robert Hooke，英國博物學家、發明家），在還不知道細胞是什麼的情況下，就去觀察動植物的顯微構造。使用的儀器可以學習雷文霍克（Antoni van Leeuwenhoek，荷蘭貿易商與科學家，有光學顯微鏡與微生物學之父的稱號）用一顆玻璃珠，自己親手做成單式顯微鏡來觀察，也可以用兩個凸透鏡和 PVC管組成複式顯微鏡，甚至也能使用雷射筆透鏡做成手機顯微鏡來觀察顯微構造。
因此，學科學其實也要學科學史，這在西方的科學教育裡，是很重要的一環，我唸博班還有一門課「遺傳學史」（History of Genetics），要求我們閱讀經典的論文，上課討論為何他們當時會問那些問題，以及先賢在面對未知時是怎麼思考的。可惜，在亞洲的科學教育，科學史往往只是小點綴，很多大學科系連一門和該學科有關的歷史的課程都沒有。因為對科學問題的由來和解答的過程不解，所以在亞洲，連科學都能用填鴨的方式來教和學，我還遇到記憶超強的高手，連數學、物理的解題都是用背的。在這樣的情況下，科學怎麼紮根到理工科學生腦中呢？於是科學變成了課堂和實驗室中才需要面對的，在課堂以外的生活和科學不大有關。
Pail W. Cooper在1966年的AAPT（American Association of Physics Teachers）上發表一篇名為〈Through the Earth in Forty Minutes 〉的文章，他假設地球的質量分布是均勻的，因此物體在穿越地洞時所受到的引力會與遠離地表的距離成線性關係，就跟描述彈簧受力的虎克定律F=-kx一樣，透過類比彈簧運動的方式，將問題簡化成「簡諧震盪」，而從地球的一端來到另一端，就是簡諧運動半個周期的時間。
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教科學的重點就在這裡，學生是「華生」，總是對真相有著自己先入為主的觀念，無法精確連結證據跟真相的關係，科學家是「福爾摩斯」，知道自己要觀察什麼、知道要蒐集什麼證據、做什麼樣的實驗，根據結果做最正確的判斷，老師比較像是「記者」，忠實傳遞福爾摩斯的發現給更多的華生。學生進到教室之前，有太多不同的原有概念，要怎麼用不同的方法去讓最接近真實的概念「取代」或是「擴充」到學生的腦袋裡？這就是身為一個「專業的」「科學教師」要做的事。你可以是個很懂生物這個「專門」的人，知道很多有關於生物這個領域的真相，但要當個「專業」的生物老師，必須要懂得用方法讓你的學生得到這個真相。
講述法、重現真相現場（做課本實驗）、討論、電動、遊戲、故事……這些都是方法。但是，不管是哪種方法，科學教師只要不要模糊焦點，自己的使命是要讓學生有至少最接近「真相」的概念，要讓學生覺得正確的概念更「有意義」、「有理」及「有用」，才有辦法提昇新概念的地位，進而「擴充」或「取代」原本錯誤或沒有的概念，老師只要根據自己的特性選擇最適合自己的方法，這幾個方法都可以達到這個效果。
「教他們造船之前，先讓他們渴望揚帆遠航」(摘錄自小王子作者Antoine de Saint Exupéry文章)，在發展出探究真相的科學能力之前，除了擁有基本的科學知識，最重要的還是要先擁有探究真相的企圖和渴望。至於要如何點燃學生心中的好奇之火，並且在尋找真相的過程中，遇到失敗後仍然持續維持著，然後修正方法直到找到真相，是我認為培養科學能力最困難也最需要克服的關卡。而要當一個專業的科學教師，不管是用方法教學生正確的科學概念（就是讓他們發生Conceptual Change）或是培養學生的科學能力，都是一路上不能懈怠且需要持續精進的課題。
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Image may be NSFW. Clik here to view.頭部：長時間生活在微重力下， 會損害平衡，甚至改變視力。情緒孤立已經證明是阿茲海默症、肥胖、糖尿病、高血壓、心臟病、神經退化疾病和癌症的重要危險因子。 上半身：脊椎骨缺乏重力壓緊，彼此會稍微分開。太空人最多可能長高五公分，因此背痛。 四肢：由於不需要走動，腿部肌肉可能會流失，從而影響平衡，增加肌腱炎的風險。 下半身：在太空航行初期，太空人會感受到動暈症、噁心和暈眩。 免疫系統變弱：孤立和睡眠剝奪已經證實會造成T細胞免疫功能變弱。太空人更容易受到常見病毒和微生物的感染。 骨質流失：生活在零重力環境中，會使身體排出鈣和磷，導致骨骼強度下降，造成骨質疏鬆症。一趟火星任務可能相當於一生的骨骼消耗量。 神經損傷：長時間接觸游離輻射，可能會傷害中樞神經系統，導致白內障，甚至提高心臟病、癌症和腦部損傷的風險。
只要觀察現在全世界最值錢的企業——Apple、Google、Facebook、阿里巴巴等，就可以發現這企業有個重要的共通點，就是網路。無論提供的服務是Ｏ2Ｏ、M2M、行動電商還是雲端，所仰賴的基礎建設都是「物聯網（Internet of Thing, IoT）」，有了物聯網的平台，企業才能收集、處理資料並且形成獨特的商業模式。另一個有趣的例子是異軍突起的Netflix，「Netflix取代了百視達，但不只讓大家在網路上租影片看，它真正開風氣之先且因此賺錢的，是做出『看這部影片的人也看這些影片』這項服務。現在看主動推薦相關產品的功能已經司空見慣，但當初Netflix實現這個想法時發現，他們有75%的生意是來自這個新功能！」李世光老師覺得厲害。
美軍很久以前就開始設法解決行動裝置的能源問題。通訊科技在軍事的重要性可想而知，戰士們身上大概要準備6~8顆鋰電池，才能確保衛星電話、紅外線夜視鏡、通訊、防護等等配備在沙場上能隨時使用。為了維持這種行動裝置的能量來源，許多科學家探討各種人體動能擷取技術（human motion energy harvesting technology），將發電器放在耳朵、膝蓋、腳底，將溫度、震動、壓力、化學能等等轉換成電能，甚至還曾經考慮利用身體裡的血糖產生電能。
