關於香港桂冠論壇

歡迎大家來到香港桂冠論壇2021年11月份通訊。

10月及11月是香港桂冠論壇收獲豐富而令人振奮的兩個月。我們除了成功舉辦了首屆論壇前奏活動（前奏活動）的首兩個主題活動外，還參與了假香港科學園舉行的創新科技嘉年華2021(10月23至31日)。

颱風「圓規」於10月中旬襲港，惡劣的天氣令我們不得不取消第二輪「科學解密」兩場分別關於天文學及數學科學的研討會。然而，隨著颱風逐漸遠離香港，我們於10月15至16日在西九文化區戲曲中心馬上恢復舉辦公開展覽，展示了來自香港城市大學、香港浸會大學、香港中文大學、香港理工大學及香港大學科研團隊的研究成果。

要持續保持香港市民（特別是年輕一代）對科學和科技各個領域的了解和興趣，香港桂冠論壇很高興能與法國駐港澳總領事館攜手合作，在創新科技署舉辦的創新科技嘉年華 2021，首次展出由法國著名藝術家Jeanne SUSPLUGAS製作，名為《I Will Sleep When I'm Dead》的獨特虛擬實境體驗。這有趣而富啟發性的體驗，讓參加者進入人體大腦神經元和突觸的世界，沉浸在科學技術的探索中，更成為創新科技嘉年華的其中一個主要參觀項目，吸引了數以千計的市民參與，一探究竟。

擔任創新科技嘉年華2021開幕禮主禮嘉賓的財政司司長陳茂波先生，GBM，GBS，MH，JP及創新及科技局局長薛永恒先生，JP、法國駐港澳總領事官明遠（Alexandre GIORGINI）先生與香港桂冠論壇委員會主席唐偉章教授，BBS，JP亦親臨香港桂冠論壇的展位，感受藝術與科學領域碰撞所擦出的創意火花。除了虛擬實境體驗外，香港桂冠論壇還設有不同的小遊戲和豐富獎品予一眾參觀人士。

而前奏活動第二主題—「智者‧智講」，剛於11月16至18日舉行。為期三天的活動，以「線上+線下」的混合形式舉行，活動設有世界知名和獲獎科學家作演講嘉賓的研討會和對談會。我們邀得10多位世界頂尖科學家，包括邵逸夫獎得獎者、科學突破獎得獎者、法國國家科學研究中心金獎得獎者、菲爾茲獎得獎者和皇家獎章得獎者，共聚於香港青年協會總部，圍繞分別就生命科學與醫學、天文學及數學科學這三大學科，與一衆參加者進行交流。

鑒於疫情關係，很遺憾身處香港境外的科學家難以親臨現場，然而我們為了提供一個較真實模擬直接學術交流的環境，我們利用最先進的技術取代現行被廣泛應用的二維平台，將來自世界各地的講者以全息投影技術帶到現場。我們相信它能為我們的觀眾帶來了引人入勝和激動人心的體驗，為活動增添真實感。

香港桂冠論壇衷心感謝所有演講嘉賓、研究團隊、合作伙伴、與會者和各界朋友的支持，使上述活動完滿舉行，協助推動我們的使命 – 為來自世界各地、各個領域的科學家，提供一個平台，促進科學發展，並啟發科學界的年輕一代。

百年物理 – 賀楊振寧教授一百歲生辰

摘要

現代物理學始於約一百年前出現的量子力學。在過去幾十年內，人們從電磁作用出發，掌握了弱作用和強作用的規律——它們都遵從楊振寧和米爾斯提出的規範場論。而弱作用更區分左手和右手，展示楊振寧和李政道提出的宇稱不守恆。本文謹在楊振寧教授百歲生辰之際，綜述過去百年物理學的一條主線，亦介紹楊教授事略，並展望物理學在二十一世紀的前景。

1. 引言

楊振寧教授是當代最重要的理論物理學家之一，也是最早獲得諾貝爾獎的華人之一，與中大有超過半世紀的情誼，現晉百齡高壽，實在難得而可喜。中國物理學會、清華大學、香港中文大學，合辦慶祝，於9月22、23日在北京召開「展望未來100年的物理學——楊振寧先生學術思想研討會」，而香港友好則在中大連線與會。「研討會」的對象為物理工作者，今天這個講座則以科普為目的，旨在向香港年青學生介紹楊先生的事略和學術工作，並展望未來。必須指出，「展望未來」看似陳腔濫調，任何討論會都可以套上，但這裡卻全無誇張，因為未來百年的物理進展，其中很大部分（主要是關於基本粒子，但亦延伸往其他領域）必然建基於楊先生所首創的非交換規範場之上，正如所有的古典物理都建基於牛頓定律之上。這一點，很多人尚未充分瞭解，所以有闡述之需要。

作者︰
香港中文大學物理系榮休教授楊綱凱教授
2021年11月

肥皂膜、極小曲面的趣談

極小曲面是微分幾何學裏最重要的研究對象之一。極小曲面除了本身富有數學美之外，在諸多物理現象中亦會自然出現，例如相變（phase transition）以及蝴蝶翅 膀鱗片的生物光子納米結構。極小曲面在材料科學、工程學，甚至藝術、建築領域均佔有席位。Frei Otto 亦在幾項建築作品的設計中運用了極小曲面，包括1972年德國慕尼黑奧林匹克運動場。

肥皂膜及普拉托的實驗

事實上，要窺探何謂極小曲面，並不需要有科學家或建築師的知識水平，因為這類曲面其實我們自小就見過，就是肥皂膜以及其類似的形態 - 肥皂泡。如果將一條金屬圈浸入皂液再取出，就會看到線的邊緣拉出一層薄肥皂膜。例如，用圓形線圈可以拉 出一隻平碟。如果用兩個平行同軸圓形線圈，就會拉出一個旋轉對稱肥皂膜，這種型狀叫作懸鏈曲面（catenoid）。在十九世紀 ，比利時物理學家兼數學家約瑟夫．普拉托（Joseph Plateau）是首位利用不同形狀金屬線做實驗、大規模研究肥皂膜的學者。他從實驗的觀察結果總結出一套名為「普拉托定律」的法則，用以描述一切有可能形成的肥皂膜之形狀及特性。

作者︰
香港中文大學數學系副教授李文俊教授
2021年11月

2021年11月和12月的天文現象

月偏食

在剛過去的11月19日，傍晚時分香港的上空出現了一次月偏食。這次的月偏食其實在香港時間下午約2時已經開始「半影食始」，即月球開始進入地球的半影，中間經過了「初虧」，即月球正式進入地球的本影、「食甚」，即食分最大的時間、「復圓」，即月球離開了地球的本影及在晚上8時06分的「半影食終」﹐即月球完全離開了地球的半影而結束。整個過程歷時多於6小時，是自15世紀以來最長的一次月偏食。不過，這次月偏食當日在香港的月出時間是下午5時38分，而「食甚」的時間是下午5時03分，所以「半影食始」、「初虧」和「食甚」這3個過程在香港是看不到的，這個情況和在5月發生的月全食一樣，稱之為「帶食而出」，即當月亮剛剛升過地平線的時候，月食其實已經發生中。

為什麼這次的月偏食歷時這麼久呢？

其實這與月球同地球的距離有關。我們都知道月球圍繞地球移動的軌道並不是圓形而是橢圓形的，所以月球在不同的時間點和地球的距離都不一樣。當月球距離地球最近的位置，稱為「近地點」（Perigee），這個時候的滿月會是全年最大的，而月球距離地球最遠的位置，稱為「遠地點」（Apogee）。今次的月偏食「食甚」發生在月球較為接近「遠地點」，月球與地球的距離比較遠，亦即是月球需要更多的時間才會離開地球的影子，所以這次月偏食的時間便會比較長。

下一次要在香港看到月食現象，需要等到2022年11月8日，這次將會是一次月全食，大家可以留意更多有關月食的不同時間和歷時等有趣資訊。

雙子座流星雨

除了11月的月食，一場雙子座流星雨將會在本年12月13至14日發生，在香港也有機會看到。我們在之前的通訊提過，流星是宇宙中被稱為流星體的碎片以極高速度進入地球大氣層的現象。而流星雨就是當地球遇上一大群流星體時，看起來夜空中有許多流星出現的天文現象。今次流星雨的天頂每小時數目高達150，不過當晚月亮是上弦月，觀賞時有可能較容易受到月光的影響。有興趣觀賞這個天文現象的人士可選擇視野廣闊和較黑暗的郊區，如果天氣良好，便有機會看到流星雨。