CASE 報科學

隨著電腦軟硬體技術的發展，大幅提升的計算能力在各個科學研究領域都成為新興的生力軍，讓我們在傳統的觀測、推導以外，還能透過模擬的過程輔以研究，繼而更深刻、更視覺而具象地認識到這個世界運作的法則。由許文翰教授來聊聊近年高效能計算的發展，佐以不同領域中計算和科學、工程結合後實際應用的例子，帶領各位了解計算科學與工程的前景與潛能，以及學生如何能進入這個熱門且重要的研究領域。

約好明天與組員討論的事項尚未準備、下周即將來臨的期末考還未出現在你心中的待辦清單中，或是答應給工作團隊的報告連檔案都還未建立，於是不得已放下手上的無關事物、推掉所有本來能夠前往的邀約，準備奮力一搏，甚至挑燈夜戰。任務完成後，眼前來臨的又是另一件本該及早完成的事項，這些場景你是否似曾相似呢？

在人工智慧（Artificial Intellegent）及機器學習（Machine Learning）如火如荼的發展下，生物領域漸漸走向資訊化，過往需要花數個月甚至數年所計算出的生物分子模型或是蛋白質結構，如今在計算機程式的運算下，僅需要幾個小時，甚至幾分鐘就可以達成。生物與資訊的跨領域結合，將帶來什麼樣的應用及如何影響我們的生活，本場探索演講「計算生物的見與思」，將帶領我們了解計算與生物的相輔相成與應用。

模擬火焰需要理解背後的流體力學和分子光譜，製作爆炸特效需要研究炸彈的特性和物體的破壞力學。為了做出最真實、最能感動人的動畫特效，必須要對背後的物理機制做非常深入的研究。電影特效的研發已經是一個尖端的科學領域。從理解物理現象的微觀機制到如何有效計算和生成影像，動畫特效產業可以說是「科學中的藝術，藝術中的科學」。

過去的研究告訴我們，成癮物質的濫用會改變我們的生理機制，帶來異常的亢奮感（euphoria），也有學者認為，人們是因為對藥物相關線索過度關注才會導致成癮，儘管這些觀點都能夠使我們對於「成癮（addiction）」有著更加清楚的概念，卻都尚未能夠完整的解釋這個複雜的問題。因此，Franken等人製作了一個整合模型(model)，分別將「神經心理藥物機制(neuropsychopharmacological mechanism)」以及「注意力偏誤(attentional bias)」兩大派典的觀點融合，以釐清大腦、行為與「成癮(addiction)」之間的關聯。

生理需求讓醫師無法吃得健康，而工作型態讓健康飲食更加困難。然而多吃一些蔬果可以調節人體激素分泌、神經傳導物質釋出、血流多寡、減少氧化壓力和發炎反應，讓大腦認知功能變得更好，也可以調節人體周圍神經生物鐘、睡眠相關的激素 、神經傳導物質合成，來改善睡眠品質。

早在兩千多年前，莊子就曾經留下「問天地所以不墜不陷，風雨雷霆之故」一辭，可見天氣是自古以來為人們所關心的課題；這份關心到今天或許還要有增無減，舉凡工作、聚會、旅行，甚至是穿著打扮都會參考氣象預報提供的資訊；人們也不時為氣象天候而感動好奇。郭鴻基教授從科學研究的本質出發，從氣象學的歷史中觀察研究思維如何演替，進而探看在當代，大幅躍進的計算機能力如何協助氣象學家更精確的掌握天氣。