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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: 萧洛汶
编导: 张璟莹、邓焕仪

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15/11/2025

通讯芯片设计

嘉宾:科技大学电子及计算机工程学系教授 俞捷


「我是俞捷,我是香港科技大学电子及计算机工程系的教授。我研究的领域主要是芯片设计,以通讯芯片为主。」

 

俞教授的研究范畴,涵盖无线通讯和有线通讯。有线通讯即是光纤通讯,或者以铜线作为导体的通讯方式。光纤通讯近年在数据中心的应用尤其广泛。

 

「坦白说,我是七十后的人。当年在香港,大家还要参加香港中学会考。我的成绩一般,虽然我在一所band 1中学读书,但没有读完中学,会考后就去了美国留学。之后留在了美国,因为父母希望我在那边发展,因为我读的是理科。幸运的是,因为我选择了电子工程(EE),毕业后在电子方面的工作机会比较多。

 

在本科的时候,我就开始担任本科研究助理,开始接触科研。这让我觉得科研很适合自己,因为我本身很好奇,总想知道事物是如何运作的。

 

那段时间,无线通讯刚刚开始普及。我们当时是使用2.5G,现在已经是5G,每一代技术大约需要6至10年的时间,所以其实变化比较慢。当时我们用硅来制作无线通讯。

 

每一部手机里面其实不只有一个无线通讯收音机,至少有四个,分别是蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙和GPS。这些收音机的数据率和覆盖距离不同,例如,Wi-Fi的数据率最高,但其覆盖距离比蜂窝网络短。蓝牙的覆盖距离更短,但它支持的数据量很小,一般用于蓝牙耳机或键盘等设备,速度不会很快,功效也较低。

 

这些例子证明了我们从不同世代的蜂窝网络,可以看到收音机技术的进步,即如何将其制成集成电路,减少耗电量,同时提高数据率。因为我们现在下载影片的解像度更高,多媒体的需求也更大,所以在这方面不断改变着世界。每一次新一代技术的出现,都需要更高性能的芯片。」

 

至于有线通讯,又是如何改变世界呢?

 

「有线方面也是一样,只是我们平时比较少接触。现在大家听到的人工智能(AI),其实在数据中心要做很多模型的训练,包括大型语言模型。在训练过程中,除了需要计算,还有大量的数据需要在伺服器之间传输。这些数据需要通过导体传输,大部分现在都使用光纤,因为它的速度很快,可以支持高数据率,但耗电量也很高。数据中心里面最大的成本就是这个用电量。所以,我们现在讨论的改变世界的方式,就是如何减少这个用电量。」


15/11/2025 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:35)

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CATCHUP
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以数学描绘世界

主持人:香港电台公共事务组

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。」

香港电台第一台

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