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屬於數學與電腦科學的榮耀,聚集大師的海德堡桂冠論壇

Sharkie Lin_96
・2019/09/24 ・2160字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 498 ・六年級

從 2013 年開始,每年九月德國海德堡桂冠論壇(Heidelberg Laureate Forum, HLF)像是個大磁鐵,把全球數學與電腦科學界的大神都吸到海德堡來,與200名不同年代、文化和學術背景的年輕研究者碰撞,產生知識、思想及經驗交流,希望能夠對下個世代的科學家帶來鼓舞與啟發。

數學與電腦科學界的大大都在這裡啦

這些得主可說是數學界與電腦科學界諾貝爾獎等級的傳奇人物(看看今年 20 多位豪華的大師名單),皆為數學或電腦科學界最高榮譽的獎項得主,包括:

  • 圖靈獎(ACM A.M. Turing Award)
  • 電腦學會計算大獎(ACM Prize in Computing)
  • 阿貝爾獎(Abel Prize)
  • 菲爾茲獎(Fields Medal)
  • 奈望林納獎(Nevanlinna Prize)
獎項名稱限制得獎人數獎金首次授獎每幾年頒發一次備註
圖靈獎1-3100萬美金19661電腦科學界諾貝爾獎
電腦學會計算大獎40歲以下1-225萬美金20071僅次於圖靈獎
阿貝爾獎1-2600萬挪威克朗(約70萬美金)20031數學界最高榮譽
菲爾茲獎40歲以下2-41萬5千加拿大元(約13,767美金)19364年輕數學家最高榮譽
奈望林納獎40歲以下11萬歐元(約11,042美金)19824

海德堡桂冠論壇會誕生是受到同樣位於德國的林道(Lindau)影響,這座位於博登湖畔的小城自 1951 年開始舉辦諾貝爾獎得主大會(或稱林道桂冠論壇,Lindau Nobel Laureate Meeting),當時主要是為了透過與外國的科技交流,恢復德國二戰後百廢待興的狀態。

數學和電腦科學一直以來沒有納入諾貝爾獎,還等到林道諾貝爾獎得主大會都辦了 60 年,才有機構特別為這兩個領域辦桂冠論壇的初步想法。透過海德堡理論研究所(Heidelberg Institute for Theoretical Studies)與克勞斯・奇拉基金會(Klaus Tschira Stiftung)的奔走與合作,海德堡桂冠論壇基金會(Heidelberg Laureate Forum Foundation, HLFF)於 2013 年成立,並且主辦每年的桂冠論壇。

整整一周的論壇,會舉行哪些活動?

為期一週的論壇屬於全邀請制,包括各種多元活動,像是工作坊、熱門議題討論(如氣候變遷、科學社群中的性別失衡)、海報呈現;以及參訪在地的機構,如學術單位、私人企業;學術交流之外還有很多讓人意想不到的社交活動,像是遊船派對、巴伐利亞之夜、城堡之旅與宴會等。為的就是為了促進得主與年輕研究者之間的交流!

最棒的是論壇全程免費,而且基金會還提供了一週食宿!而我們台灣竟然還沒有多少人去過:

年份台灣日本中國韓國
20132181
201403102
201511130
201602102
201701102
20180251
201910130

歷年來台灣、日本、中國、韓國參與海德堡桂冠論壇的人數。source:海德堡桂冠論壇基金會(Heidelberg Laureate Forum Foundation, HLFF)

基於好東西不能只有我知道的原則,如此優質(包吃包住又補腦的科學活動一定要分享給大家,還不趕快來看看申請的常見問答FAQ

只要你是相關領域的大學生、博士生、博士後研究,準備好申請資料,就有可能成為 200 名年輕研究者的其中一員,獲得一生僅能參加一次的參加資格,感受與世界級的大師、研究者面對面交流是怎樣的體驗。

那些在論壇上出沒的大大們

話說回來,海德堡桂冠論壇也才舉辦過短短幾年,對大眾來說有什麼記憶點呢?

去(2018)年數學家阿蒂亞宣稱自己證明了黎曼猜想轟動一時,全球的數學家與數學粉都聚焦在海德堡桂冠論壇,還因為直播人數過多塞爆伺服器,一度改在推特上直播,論壇中所有的講座內容訪談影片都在官方YouTube上。

雖然數學家阿蒂亞(Sir Michael Francis Atiyah, 1929-2019)最後並未獲得同儕認可其證明,不過平時冷門的數學可以得到那麼多大眾的關注,也算得上數學界的著名事件。

數學家阿蒂亞(Sir Michael Francis Atiyah)關於黎曼猜想的講座。source:海德堡桂冠論壇基金會(Heidelberg Laureate Forum Foundation, HLFF)

除了舉辦論壇,基金會平時還會在辦公室附設的展場,呈現各種與數學相關充滿創意的展覽,今(2019)年的展覽主題是音樂裡的數學 (La La Lab – The Mathematics of Music);另外,也曾經辦過人文意涵濃厚的歐洲女性數學家特展(Women in Mathematics Throughout Europe),以及由知名攝影師Peter Badge拍攝的「抽象大師攝影展」(“Masters of Abstraction ” photo exhibition)

攝影師Peter Badge拍攝的「抽象大師攝影展」(Masters of Abstraction ” photo exhibition)。source:© Heidelberg Laureate Forum Foundation

基金會不僅讓年輕研究者擁有科學上的交流以及思想上的躍升,更持續以各種有趣的活動讓大眾瞭解,數學與電腦科學在社會、經濟與科學上的重要性;這樣的行動甚至影響到了亞洲,未來香港預計仿效海德堡籌組香港桂冠論壇,邀請邵逸夫獎的得主每年至香港交流。

今年海德堡桂冠論壇又會發生什麼有趣的事件呢?海德堡桂冠論壇期間(9/22-9/27)泛科學將有特約記者在現場,將為大家帶來更多後續報導與介紹。

以下為海德堡桂冠論壇的相關訊息發佈:

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Sharkie Lin_96
24 篇文章 ・ 3 位粉絲
在國二無聊的早自習意外發現數學的趣味,因此近來體驗到數學研究、藝術創作、採訪寫作、展覽策劃、資優教育等工作。不是念數學也不是學藝術,但樂於從多元視角聊聊數學的各種姿態,以及進行數學藝術創作,希望能為世界帶來一點樂趣。科普部落格〈鯊奇事務所〉https://medium.com/sharkie-studio,聯絡信箱 sharkgallium@gmail.com


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
115 篇文章 ・ 253 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》