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未来·无限

简介

GIST

主持人:香港电台公共事务组

身处世界关键的转折,需要眼界和知识。
每个星期六,我们会邀请一位科学家,介绍在其研究范畴内一个正在影响世界未来发展、我们不可不知的趋势,以专业和视野来培养具前瞻的预测与洞察力。
星期六早上,让我们看远一点,看到未来的无限可能。

监制: 林嘉瑜
制作: 张璟莹

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02/11/2024

以数学描绘世界

嘉宾: 香港大学谢仕荣卫碧坚基金教授(数学)及数学系讲座教授莫毅明

「我是莫毅明,是香港大学数学系讲座教授,亦是明德教授,是谢仕荣卫碧坚基金教授。我的研究领域是基础数学或纯数学,专注研究复分析、复几何、代数几何及其应用。总括来说,我会将自己称为一个纯数学的专家,我觉得纯数学会越来越有用,将来纯数学的专家应该在各个方面都要认识,他们需要寻求这些已经发展出来的领域的界面,而在界面上发展一套新的理论去解决一些新问题,和寻找应用。」
  
数学一般分为纯数学、应用数学和数学科学。 教授认为,纯数学和应用数学之间的分界模糊,进行纯数基础研究的时候,未必一定知道应用场景是什么,不过纯数学正正提供了理论,令后人或者其他领域的专家,可以总结出应用的方式。
 
「 举例今天的电子通讯,所谓的密码学,其实很多时候都是利用数论的方法。 数论是历史悠久的一门学问,如果说得比较远的话,其实由希腊已经开始有了,数论提出解决整数方程的方法,例如一个方程能否有解,如果有解的话,有几多解,是回应这一类的问题。 今时今日我们经常用到密码学的方法,其实是从一些数论方法提取出来。 在将来的世界,量子计算机会发展出来,量子计算机会令一些传统密码学的方法不可以应用,因为现在量子计算的方法可以破解经典密码学所用的方法,将来很可能会应用更加丰富的数学内容。另外,纯数学有很多理论问题,例如会研究对称。 对称有很多种形式,对称在物理学上会应用到,在方程式的解当中也可以应用,代数里面亦应用到。 如果我们没有理论,当你解决了三次、四次方程之后,会有好多人尝试去解五次方程。 因为当时三、四次方程式的解,是一个很大的发现,但后来数学理论就得出这样的结论,就是如果要解五次方程的话,这种方法行不通。 如果没有理论支撑的话,你只会花好多时间去做没可能做到的事。 」

展望未来,数学对后世的影响,包括会引导人工智能如何发展。

「人工智能最基础的是数学理论,例如需要用神经网络。 目前来说,人工智能很多成功的例子,是一种经验主义或实证哲学的方法,就是我们知道它可以行得通,但我们往往不知道,为何行得通。 所谓知道行得通,就是某些程式行得通,但是不明白其根本原因时,就往往会出现问题,譬如它的可信度有多高,诸如此类的问题。 数学一定是可以帮助我们去解释人工智能基础能够成立的原因,或者引导它将来某些发展。人工智能其实很多方面都需要用到纯数学里面的方法,当然它有很多是近似值的方法,或者优化理论的方法,但这些都是取材于纯数学里面的方法,例如微积分、微分方程、泛涵分析等各种方法都会应用到。另外,在生物学中有生物数学,生物数学和物理中用的数学有一定的分别。生物所学的发展将会是一个重要的范畴。我相信这个也会用到很多纯数学的方法,例如概率论、图论、优化论等。数学整体来说,对将来的影响,我想除了这些具体的应用之外,还有的就是理念。 随着社会的发展,一般人或者在大学教育中,基础数学的认识应该提升。 在很多地方,微积分是一个必须修读的课程,不论是文科或者理科生,这都是基础的知识来的。我们要描绘这个世界,需要有很多数学的方法,包括微积分和线性代数,这些其实在我们的日常当中都在应用,或许很多人并不知道正在应用的方法。」

02/11/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

重温

CATCHUP
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绿色新建材「低碳混凝土」

主持人:香港电台公共事务组

嘉宾: 香港理工大学土木及环境工程学系系主任潘智生教授

「我是潘智生,我是理工大学环保建材讲座教授兼碳中和资源工程研究中心总监,也是土木及环境工程学系的系主任,我从事的研究主要是将废物变成建筑材料。废物代表什么?废物就是建筑废物、玻璃、灰烬等的东西,本来是要弃置于堆填区的,我们不要弃置于堆填区,而是造成建筑材料,从而减少碳排放。 」

其中一个由废物制成,并且在香港很多不同地方正在应用的建筑材料,就是加入废弃玻璃所造的环保再造砖。 改过反覆改良,这些地砖还增添了其他功能。 


「我一直研究环保再造砖,已有差不多二十多年,我将建筑废物,例如将玻璃和焚化炉烧剩的灰烬变成有用的材料。在研究的过程当中发现原来这些废物是有用的,不单可以减低我们开采天然的材料,亦可以在应用阶段加以增值,譬如我们在第三代环保再造砖中加入光触媒,就可以透过砖的表面消除空气的污染物,不单将废物利用,亦都可以有一石二鸟的功用,将空气污染问题改善。我们所研发的不同种类,或者不同代的环保再造砖,已经在香港广泛利用,譬如在公园、学校、大部分政府的公共工程中,都有使用香港研发的环保再造砖。 现在我们正在研发,差不多可以应用的第五代环保再造砖,其实是高强度的透水砖。它的强度足够应付行人和行车,它也可以容许雨水很快地流过,在大雨的时候减少雨水积聚和水浸的风险。」


现代很多新的建筑物都讲求「绿色」,设计上省电是其中一个方法,至于建筑材料当中常用到的水泥,在制造过程中,亦可以做到低碳排放。 


「在未来的十年,或者将来的日子,在我的研究当中有什么愿景?其实在环保砖的研究的过程中,我体会到砖的局限性,因为它只不过是一个非结构的产品,它以废物取代了天然的材料,但是我希望将来发展出的低碳混凝土可作为建筑结构材料,因为大型建筑以及在土木工程里面,均主要采用建筑结构材料。 低碳建材包括什么?主要是一些以非高温烧制出来的水泥,利用废物,譬如玻璃粉、炼钢出来的钢渣取代本来的材料,或者利用低温烧制水泥。高温是指1450度,而低温是1100度,水泥产生的时候,不单利用低温,也可以在它硬化的过程中吸碳,透过碳化产生出强度,我们希望它能够很有效地去减碳和吸碳,成为低碳的建筑材料。 世界面对很多挑战,气候变化造成水灾、火灾等,但希望我们共同努力,特别为了年轻一代去医治这个世界,将这个世界变得美好一点。」 

香港电台第一台

20/07/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)