藉由自由軟體推動科學研究－英特爾國際科展冠軍團隊專訪

由台灣大學應用力學研究所李世光教授指導，於今年五月在英特爾國 際科學展大放異彩的麗山高中邢本元與黃維綱二人組，以「以熱聲效 應改善微電子裝置散熱的研究」奪下五項大獎。雖然不顯眼，但是在 精密複雜的研究背後，開放源碼軟體也扮演著推手的角色。為了了解 開放源碼軟體在其中的助力，我們特地訪問了李教授、邢本元與黃維 綱兩位同學。

問：能否先介紹一下你們的研究？ 答：我們的研究起始於學校必修的「專題研究課」，學生必須自己找 老師指導。之前我們也做過其他以散熱為主的主題，後來找到李教授， 才做這個題目。

我們的作品是以陶瓷（絕熱材料）為材料，接鑷鉻電阻製成的被動式 散熱裝置，而國外現已做到的是主動式的冰箱。我們的實驗發現，純 粹把熱量轉成聲波，只能帶走少部份的能量（0.1%）， 但是我們也發 現另一個現象：有聲音存在時，會加強空氣對流的現象（產生氣流）。 所以，我們就思考用 CPU 的熱發聲，然後產生空氣對流，把熱量帶 走。結果發現加強空氣對流的確可以大量的熱（約攝氏 80 度），而 且可以把聲音頻率提到人耳聽不到的超音波，不會造成噪音。

問： 當時是怎麼找到李教授的？
答：剛開始我們也做過其他題目，由麗山高中的吳明德、張良肇與盛 寶徵老師指導，去年以「改善電風扇的效能」為題參加科展但是沒有 得名。當時李教授是評審之一，他提供了一些意見，說我們電風扇的 效能再怎麼改善也贏不過大同電扇，於是我們就想轉換題目。那次科 展讓我們取得儲訓代表的資格與一些研究經費，換題目時我們就請科 教館協助尋找指導教授，然後找到李教授。

問：在這段過程中，你們用了哪些開放源碼軟體？為甚麼會想到要去用？
答：主要是 Graph 3.3.1 這套用來處理數據的軟體。我們需要處理 一連串大量的實驗數據、畫圖，可是用 google 去找，出現的幾乎都 是要錢的軟體，像是 Matlab、Mathematica、Sigmaplot 等，這些軟 體都很貴，我們根本負擔不起。後來想到以前有去過 sourceforge.net， 上面有很多可免費下載使用的軟體，所以就上去找，找到 Graph3.3.1， 發現它很好用，可以達到我們大部分的目標。

問：在使用者些軟體的過程中，有沒有參與這些軟體社群的開發過程， 還是只是純粹使用？
答：主要是應用，因為我們其實沒有空，也不太會寫程式。曾經就 Voice Spectrograph 技術的問題寫信去請教過開發團隊，一開始他 們也很熱心回答，後來大概是覺得問題太棘手，所以就沒有下文了。

問： 對於使用這些開放源碼軟體的心得？
答：這些軟體通常都沒有中文翻譯，我們覺得反而是好事，因為這是 很重要培養自己英文能力的機會，堅持用中文會限制自己的能力。重 要的是要教學弟妹也會使用這些軟體，利用這些資源。傳承是很重要 的，前輩的經驗可以累積知識。 寫這種軟體的人很願意讓大家用，不是以營利為目的。對我們的幫助 很大，當時沒有找到軟體的話，很多事情就沒有辦法做。這個概念很 重要，自己寫軟體，而且把資源給大家用。

問：如果自己有機會寫軟體與工具，會不會也把他們源碼釋出？
答：會。其實我非常喜歡 open source，從學生的角度來看，這種資源非常重要，因為大家都是窮學生。在高中要自己去尋找資源，開放源碼軟體就可以提供很棒的東西。

問：參加過國內與國外的科展，有甚麼感覺？
答：感覺上，國內是競爭為主，國外則是以分享為主。

問：如果沒有這些開放源碼軟體的話，研究成本大概會提高多少？
李世光（以下簡稱李）：至少要多花 10~20 萬，在台大的話有個好處是，這些軟體成本是由學校的軟體合約負擔。但是對於高中生來說， 高中是負擔不起這個成本的。

問： 您認為開放源碼軟體對科學研究的幫助在哪邊？
李：科學研究在嘗試新的領域時，在成本上是很大的考量。通常這時 候並沒有經費，所以開放源碼與自由軟體等工具，是在創始嘗試時很 重要的資源。台灣的研究團隊太過依賴設備，但是設備需要費，所以 在創新嘗試沒有經費時，以這類工具來進行研究，有初步成果後再申 請經費，這樣的結構是個可以參考的方式。

除了工具的使用外，使用開放源碼軟體主要是可以帶來概念上的轉變， 讓人們願意分享資源。尖端研究要從中學生的科普教育開始，如何分 享這些尖端研究資源是需要思考的，因為這些資源非常有限。需要有 共享與完整的資料庫才能讓知識傳承得以進行。我們實驗團隊就非常 努力在建立這種傳承與共享的環境。

問： 外人是否有管道接觸到這些傳承的知識與資源？
李：現在還是要透過內部溝通，像邢本元與黃維綱這樣可以直接進到 我們研究室的狀況是特例。目前我們有計畫要慢慢把資源轉成線上公 開的資源，透過網路將設備共享出去，這樣以後外縣市或其他單位的 研究人員，也可以透過網路來使用昂貴稀有的研究設備。其實，研究 資源的共享還牽涉到文化的轉化，過去的研究團隊將設備視為競爭資源，所以不願分享。我們要努力去傳遞「願意分享、不要太自私」這 個重要的觀念。

參考資源：
1.Graph 3.3.1