يسر جامعة النجاح الوطنيه الاعلان عن اعتماد برنامج ماجستير في الحوسبه المتقدمه من وزارة التربية والتعليم العالي، كما يسر كلية الدراسات العليا في جامعة النجاح  الوطنية عن فتح باب التسجيل للبرنامج للفصل الثاني من العام الأكاديمي 2013/2014. البرنامج المطروح هو حديث وسريع الانتشار وهو الاول من نوعه  في فلسطين  فهو برنامج متعدد التخصصات (multidisciplinary program)  تم طرحه على مستوى الماجستير والدكتوراه  في معظم الجامعات الرياديه في العالم وقد بدأ طرحه على مستوى البكالوريوس في بعض الجامعات ايضا. الطلبه المرشحين للقبول في البرنامج هم حملة شهادة البكالوريوس في احد التخصصات العلميه او الهندسيه المختلفه.

 ما هي الحوسبه المتقدمه؟ وما هي مواصفات خريج هذا البرنامج؟ و ما هي فرص ومجالات عمله؟ هذه المقاله تجيب عن هذه التساؤلات.

الحوسبه المتقدمه او كما تسمى ايضا العلوم والهندسه المحوسبه هي استخدام تقنيات الحوسبه و التحليل العددي لحل مسائل معقده في مجالات العلوم والهندسه. مع ان جذور العلوم المحوسبه بدأت بعد فترة قصيره من اختراع الكمبيوتر في العديد من المجالات العلميه، الا انها اصبحت حديثا منهجية بحث تعد بحد ذاتها مكمله للمنهجيه النظريه والمنهجيه التجريبيه وذلك نتيجة للتقدم الهائل ليس فقط في كفاءة المكونات الماديه للحاسوب بل ايضا في خوارزميات برمجة الحاسوب والتحليل العددي والنماذج الرياضيه.   فكما ان المنهجيه التجريبيه في البحث العلمي والتي وضع اسسها العالم الحازم بن الهيثم كانت احدى الركائز الاساسيه للتقدم العلمي والتقني الحديث فمن المتوقع ان تحدث الحوسبه العلميه دورا مماثلا في مستقبل الاكتشافات العلميه.  فمنهجية الحوسبه العلميه اتاحت فرصا لم تكن ممكنه من قبل لدراسة ظواهر طبيعيه او نماذج هندسيه  بواسطه المنهجيات التقليديه وذلك لصعوبه حل النماذج الرياضيه بالطرق التحليليه من جهة او عدم امكانية دراستها وحلها بالطرق التجريبيه بسبب الخطورة او التكلفه الباهظه من جهة اخرى.

هيئة الاكتشافات العلميه بواسطة الحوسبه المتقدمه (SciDAC) القت الضوء على عدة اختراقات علميه احدثتها الحوسبه المتقدمه في العديد من المجالات. ففي الطب تم  توضيح  آلالية الجزيئية الكامنة وراء تطور مرض باركنسون، وفي الفيزياء الفلكيه ومن خلال الحوسبه المتقدمه تم  اكتشاف ظاهرة جديدة في حالة موت النجوم الضخمة وما ينتج عنها من  العناصر الضرورية للحياة وآلية جديدة لولادة النجوم النابضة،  وفي الاحياء الجزيئيه تم تخمين بنية البروتين مع دقه ذريه وهو اهم ركائز علم الأحياء الجزيئي . وفي الهندسه فقد احدثت الحوسبه المتقدمه انفراج في فهم كيفية تحقيق استقرار النيران المضطربة في أجهزة الاحتراق و لهذا الفهم تداعيات هامه  في تصميم المحركات بمختلف انواعها. أما في الكيمياء فقد منحت جائزة نوبل للكيمياء لعام 2013 لثلاثة علماء أميركيين يعود لهم الفضل في نقل العمليات الكيميائية المعقدة والتجارب إلى أجهزة الكمبيوتر مما شكل ثورة في مجالات البحث من الأدوية حتى الطاقة الشمسية.

من المهم ادراك ان منهجية العلوم المحوسبة ليست بديلا للمنهجية النظرية او المنهجية التجريبية، بل هي مكملة لهما بحيث تعتبر القدم الثالثة لمنهجيات البحث العلمي. فهي ترتبط ارتباطا وثيقا بالمنهجيه النظريه حيث انها توفر حلولا لنماذج رياضية معقدة ليس بالامكان ايجادها بالطرق النظريه. وهي تتشابه مع الطريقه التجريبيه من ناحية قدرتها على دراسة الظواهر ومراقبتها من خلال وضع نماذج حاسوبية لها وعمل تجارب حاسوبيه مضبوطه و جمع المعلومات عن هذه النماذج. وهي بالتالي تتيح لنا بناء نماذج يمكن استخدامها للتنبوء بما سيحصل في العالم الحقيقي باستخدام موارد اقل و في بعض الاحيان تمكننا من الاستغناء عن الاجهزة المخبرية الضخمة.  بينما تختلف عن الطريقه التجريبية من حيث استخدامها لنماذج حاسوبية لموضوع التجربة بدلا من الموضوع نفسه مما يتيح الفرصة لبناء نماذج محوسبة تحاكي التجارب المخبرية مما يسهل فهم وتقدير نتائج التجربة قبل بنائها وذلك يساعد في اعداد تصميم أفضل يأخذ بالاعتبار سلامة الباحث والبيئة وفهما اكثر للنتائج  بتكلفه اقل.

تتوفرعدة تعريفات رسميه للعلوم والهندسه المحوسبه،  فيعرف مركز كورنيل العلمي العلوم والهندسه المحوسبه بانها "الحقل المعرفي الذي يستفيد من البرمجيات والحواسيب و الرياضيات  في حل المسائل الواقعيه. فهو يهتم بالامور التطبيقية للحوسبة بخلاف علم الحاسوب الذي يهتم بالامور النظرية للحوسبة  وهندسة الحاسوب التي تهتم بتصميمه و ببناء جهاز الحاسوب. و كثيرا ما تعتبر أنها المنهجية الثالثة فى العلوم والهندسه جنبا إلى جنب مع المنهجيه التجريبية والمنهجيه النظرية."

ان العلوم والهندسه المحوسبه لا تعتبر فقط منهجية للبحث العلمي بل هي مجال علمي في حد ذاته. حيث غالبا ما توصف بأنها مجال علمي متعددة التخصصات في حل المسائل، فهي تستخدم تقنيات من التخصصات: (١)  المجال العلمي وهو مجال المساله المراد حلها مثل الفيزياء والكيمياء (٢) علم الحاسوب، و (٣) الرياضيات . ولذلك، يمكن تعريفها حسب SIAM (www.siam.org)  على أنها المجال الناتج عند تقاطع المجالات الثلاثة المذكوره:" العلوم والهندسه المحوسبه هو مجال علمي متعدد التخصصات ينمو بشكل سريع يركز على العلوم و الهندسة وعلم الحاسوب والرياضيات. يركز هذا العلم على تطوير منهجيات و ادوات فعاله لحل المسائل العلمية والهندسية و البيئية. نعتقد ان هذا العلم سيلعب دورا مهما ان لم يكن رئيسيا في مستقبل منهجية الاكتشافات العلمية و التصمصم الهندسي."

طالب  الحوسبه المتقدمه هو الطالب الحاصل على شهادة البكاوريوس في احد المجالات العلميه او الهندسيه.  ويحصل الطالب على شهادة الماجستير في الحوسبه المتقدمه في مسار علمي او هندسي معين بعد اثبات قدرته على حل مساله معينه في مجال تخصصه باستخدام النماذج الرياضيه واثبات قدرته عل تطبيق ذلك باستخدام الحاسوب. لذلك فالسمه الاساسيه لخريج الحوسبه المتقدمه هي قدرته على تصميم نماذج رياضيه واستخدام الحوسبه عالية الاداء في حل مسائل واقعيه.  هذه السمه تجعل من متخصص الحوسبه المتقدمه  خبيرا متعدد التخصصات يمتلك معرفه ومهارات في مجال التخصص وعلم الحاسوب والرياضيات و القدره على ربط وتكامل المعرفه من هذه التخصصات لحل مسائل واقعيه. هذه الميزات تؤهل خريج الحوسبه المتقدمه  لدراسة ظواهر كان  يعتقد انها مستعصيه عند محاولة دراستها بالمنهجيات التقليديه.  مع ملاحظة السرعه الفائفه في انتشار الحوسبه في كافة المجالات، من المتوقع ان  يمتلك خريج الحوسبه المتقدمه  الفرصه الافضل من بين زملائه  عند التناقس على فرص العمل في مجال تخصصه.