上窮碧落追閃電—從太空觀測高空大氣短暫發光現象

許瑞榮 教授
成功大學物理學系

        高空大氣中的短暫發光現象包括有:由雲層對地面閃電所引發的紅色精靈(sprite)與淘氣精靈(elve),以及從雲層頂端向上放電的藍色噴流(blue jet)與巨大噴流(gigantic jet)。自從1989年發現紅色精靈之後,科學家也在1994年與1995年分別發現了藍色噴流與淘氣精靈。1998年,台灣也開始了高空大氣短暫發光現象的研究。那是由當時的成大理學院院長(也就是現今的中央大學校長)李羅權院士主導,在成大物理系組一個「紅色精靈團隊」執行福爾摩沙二號衛星的科學計畫 「高空大氣閃電影像儀」。這是全世界第一個從太空中長期觀測”紅色精靈”的計畫,其主要目的是探討這些高空大氣短暫發光現象的全球分布情形、動態演歷,,及對地球環境的影響。2004年5月20日福衛二號成功發射升空後,高空大氣閃電影像儀正式進入衛星觀測階段,截自2007年6月底為止,已記錄了一千多筆紅色精靈、五千多個淘氣精靈事件、以及數百例的藍色噴流和十幾例的巨大噴流事件。在這個演講中我們將對「高空大氣閃電影像儀」這個計畫的緣起、現況、研究成果,和未來的發展作一個深入淺出的介紹。

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追酷計畫—談機器人與人之互動技術

宋開泰 教授
交通大學電機與控制工程學系

        近幾年來,智慧型機器人的研發受到廣泛之重視,國內外各研究機構展開許多研發計畫,頗有未來新興產業之態勢。新一代以人為中心之機器人將具有服務及娛樂的功能,逐漸走入家庭與社會,成為人類生活中的一部分。此種機器人一項主要之特色在於其能與人互動,一方面能偵測環境與人之狀態,能主動提供服務,另一方面也要能與人自然互動,能讓人類容易使用。在本演講中,首先將簡介機器人智慧型互動之研究現況,接著將介紹在實驗室研製之機器人透過影像聲音及雷射測距資訊之智慧型互動設計與測試結果。演講之主要內容將著重於機器人之智慧型互動系統設計,包括機器人運動、人臉偵測、影像互動追蹤及整合聲源辨識之導航控制等自主式行為。演講中將搭配以Video展示實驗結果,並探討待解決之問題與未來發展方向。

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追日計畫—文明的危機與夢想無限

鄭榮和 教授
台灣大學機械系

        人類文明正面臨巨大的挑戰-遠比過去任何時代或文明面臨的挑戰更為艱鉅。除非我們能夠找到一個方法讓我們可以不依賴石化燃料而活著,否則我們所知道的現代文明將會在這個世紀的某個時候結束。

        前一陣子,好萊塢的影片「明天過後」以及美國前副總統高爾所拍攝的紀錄片「不願面對的真相」帶給世人相當大的震撼。這些都是探索人類毫無節制地燃燒石化燃料所可能帶來的可怕後果¾全球暖化與氣候變遷。但是還有另一個更為立即且嚴重,而大多數人仍不願面對的真相,就是「油荒時代即將來臨」!

        二十世紀所有的奇蹟,無一不是取自豐富且低廉的石化能源。日常生活當中,不論是食衣住行育樂等所有的活動都離開不了能源。目前我們所使用的能源主要來至石化燃料,至少佔85%以上。但是,地球與太陽(還有無數遠古的生命)費了數億年為我們所準備的石化燃料,特別是石油,即將在未來的一個世代裡被我們揮霍殆盡。這不是預言,而是一定會發生的事。令人擔心的是,大多數鎮日汲汲營生的地球居民,對此窘境所知甚少,也無法想像那將會是什麼樣的一個世界。

        也就是在這樣的認知之下,台灣大學機械系FORMOSUN團隊從2000年起積極投入替代能源之研發,希望藉著腳踏實地的精神,理論與實務兼顧地為能源短缺與潔淨能源的議題而貢獻心力並形塑未來。這個演講除了談一群勇敢、有抱負熱情的學生們如何歷經五年多的披荊斬棘,在非常有限的資源下,從研究、設計、到實際製作,完成三部太陽能車,並分別在2003年與2005年前往澳洲參加世界太陽能挑戰賽,獲得不錯成績的故事之外,也淺談未來的研發方向。

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追龍任務—從地球科學追尋龍的起源

趙丰 院長
中央大學地球科學院

        中國人似乎每個人都知道龍是什麼﹔可是﹐也可以說﹐中國人沒有一個人真知道龍是什麼。中國龍源于遠古史前,但經過數千年的神化和附會,它的起源久已失傳。

        龍﹐究竟是什麼﹖是如何起源的﹖近世有許多莫衷一是的理論,但是在今天這知識爆炸的年代﹐作為現代人的我們﹐對我們所處的生存環境、以至對過去歷史的了解﹐諸多方面都遠遠超越了我們的前輩。我們在科學探討的事業上﹐不再迷信過去的權威、囿於過去的定見。

        在這個追尋龍源的問題上﹐除了對中國歷史和華夏文明的了解體認外﹐我希望基於地球自然環境的現代科學知識﹐提供一個新的試答 (但容我在此賣個關子)。其實不論我想提出的結論是什麼﹐是不是經得起最後的驗證﹐都已是次要﹔重要的是在於提出新的思維、站在新的視角﹐廣蒐資料﹐分析、研判﹐得出推論、結論﹐並繼續深入。這是科學的進程﹐也是科學工作的挑戰和樂趣所在。

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演講日期

演講者

研究領域及專長

講題

10/5

中央大學 地球科學院

趙丰 院長

 

地球與行星自轉動力學、重力學、全球性地球物理與地震學、數據分析與反演理論等等 追龍任務 - 從地球科學追尋龍的起源

10/12

台灣大學 機械系

鄭榮和
教授

 

太陽能車、風力發電、氫氣能源、飛機設計與製造、有限元素法、金屬成形、複合材料、醫學工程等等 追日計畫 - 文明的危機與夢想無限

10/19

交通大學 電機與控制工程學系

宋開泰 教授

 

微算機系統、感測元件與實驗、影像處理及電腦視覺、人臉辨識、家用機器人 追酷計畫 - 談機器人與人之互動技術

10/26

成功大學 物理學系

許瑞榮
教授

 

高空大氣發光現象(紅色精靈)、重力場論、黑洞物理學、超弦理論、非線性動力學 上窮碧落追閃電
- 從太空觀測高空大氣短暫發光現象

12/7

陽明大學 腦科學研究所

郭博昭
教授

 

神經科學、電腦科學、生理學、資訊學、轉譯醫學、睡眠醫學、自主神經學等等 追夢計畫 - 談資訊工程在睡眠醫學的應用

12/14

台灣大學 大氣科學系

吳俊傑 教授

 

颱風動力、策略性觀測、颱風與地形及海洋之交互作用、數值模擬與同化 追風故事 - 探索綺麗的颱風異想世界

12/21

中央研究院 天文研究所

陳明堂
博士

 

實驗天文學、凝態低溫物理與技術、無線電波接收機與天線技術、高頻微波元件技術 追星計畫 - 談夏威夷夜空下的天文觀測

12/28

中央研究院 生物醫學科學研究所

白果能 博士

 

生物醫學、生物技術、生物晶片、癌症研究、生物物理 追瘤計畫 ─ 偵搜與追殺流竄轉移之癌細胞的新科技
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台大天文物理所孫維新教授,接受國科會的委託,長期在台大應力所舉辦「展望」系列演講,對象是學生和一般民眾。每年分春秋兩季,每季八場,都在週五晚上舉行,至今已邁入第五個年頭。這一系列演講的對象涵蓋層面廣泛,包含了各級學校的學生和一般大眾,五年下來培養了一批對科普演講充滿興趣的民眾和學生。主要的原因是因為所邀請的講座都是國內外學有專精的傑出學者,能夠深入淺出、全面觀照地介紹特定領域的現況及未來。

本季系列演講主軸定為『科學--永恆的追尋』,八場演講的內容橫跨了天文、太空、大氣、地科、能源、電機、腦科學,以及生物醫學。用一個科學研發過程的主要精神『追尋』,貫穿這八個領域的尖端研究課題,各講座的主題包含了「追龍」、「追風」、「追日」、「追星」、「追夢」等科學工作者上窮碧落下黃泉追尋真理的過程。各講座的工作單位來自國內主要的研究機構和各大學,包含中研院、台大、中大、交大、陽明,以及成大等單位,希望能夠提供「展望」系列的忠實聽眾再一次豐盛的科學饗宴。

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