關於香港桂冠論壇
歡迎大家來到香港桂冠論壇2021年9月份通訊。
首屆論壇前奏活動（前奏活動）的第一個主題活動「科學解密」已於9月14至18日在西九文化區戲曲中心順利舉行，我們十分榮幸得到各位嘉賓蒞臨出席開幕禮，為活動揭開序幕。在首日以生命科學與醫學為主題的展覽會中，來自香港本地多間大學和科研機構的研究團隊在展覽中為參觀人士講解他們最新的研究項目和分享經驗。另外在同一時間舉行的研討會中，4位科學家在台上精彩的演講和分享亦令台下的中學生、大學生及青年科學家等聽得津津有味。我們相信各位參加者都能夠在活動當中得到很多的啟發。「科學解密」另外兩個主題 – 天文學和數學科學的活動將於10月13至16日在同一地點舉行，更多精彩的內容等著大家。
論壇委員會在此特別感謝各研究團隊，為我們提供了一個十分精彩的展覽和研討會。另外亦感謝各位出席開幕禮的嘉賓，在我們籌備今次活動和在2022年11月舉辦的首屆論壇的過程中都給予了很大的支持。
而前奏活動第二個主題活動，亦是我們2021年的旗艦項目，「智者‧智講」將於11月16至18日在香港青年協會總部舉行，內容包括由世界知名和獲獎科學家主持的研討會和對談會。已經接受我們邀請的著名科學家包括2021年邵逸夫數學科學獎得獎者尚-米歇爾•比斯姆教授、1994年菲爾茲獎得獎者皮埃爾-路易•利翁教授及2021年科學突破獎–生命科學獎和2021年皇家獎章得獎者盧煜明教授。桂冠論壇在此特別恭喜盧煜明教授在今年8月成為2021年生物學科皇家獎章得獎者，亦是這個獎項成立近200年以來首位華人得獎者！有關首屆論壇前奏活動的安排同資訊，請記得留意我們的網站和社交媒體！
科學活動停不了！除了桂冠論壇舉辦的前奏活動之外，由創新科技署主辦的創新科技嘉年華2021將於10月23至31日在香港科學園舉行。會場將會有超過30個展覽及遊戲攤位，香港桂冠論壇亦將會參與其中。我們很高興在今次的展覽中和法國駐港澳總領事館合作，展出由法國藝術家Jeanne Susplugas製作，名為“I Will Sleep When I’m Dead”的獨特虛擬實境體驗。參加者將會進入充滿神經元和突觸的頭顱中，迷失在迷宮中，並穿越由象形圖構成的「思想」。除了虛擬實境體驗外，還有不同的小遊戲和豐富獎品等著一眾參觀人士，請大家屆時抽空出席！更多有關創新科技嘉年華2021的資訊，可瀏覽他們的網站。
香港子午線解密（二） - 尋找魔法石
上回講到，為滿足遠洋航行的需要，英國人發明了航海鐘，幫助船長準確掌握船隻的經度，確保航行安全。雖然航海鐘已經非常準確，但亦需要定時作出校正。這就要依賴各大主要港口所提供的時間球服務。
天文台如何測定時間？
在香港肩負這個重要責任就是香港天文台，它於1883年成立時主要目的正是利用中星儀（transit instrument）作天文觀測來測定「地方時」〔local time〕。簡單來說，當太陽經過某地方的正南或正北時，就是當地正午，這是日晷的基本原理，所量度的時間稱為「視太陽時」（apparent solar time）。不過，視太陽時欠缺均勻性。這是由於地球圍繞太陽的軌道並非圓形，其運行速度會隨著地球與太陽的距離改變而出現變化，再加上地球自轉軸傾斜的影響，因此必須採用一種較有均勻性的「平太陽時」（mean solar time）。大家所熟識的「格林威治平均時間」（Greenwich Mean Time）就是皇家格林威治天文台艾里中星儀（Airy Transit Circle）經度（即上次提及的「本初子午線」的經度）的平太陽時。同樣地，香港天文台開台初期所提供的時間服務是基於天文台中星儀經度的平太陽時，這個經度就是本文主角 ─ 香港子午線。
作者︰
香港天文台前台長岑智明先生
利用逆問題窺探內部世界
何謂逆問題？
對於科技界的許多問題，我們可以採集各種觀測數據，進而推斷出系統中的有用資訊，例如某些可以產生結果（或觀測數據）的物理參數。我們稱這種問題為「逆問題」，因為它是由結果推算出原因；而「正問題」則相反，是由原因推算出結果。逆問題能揭示出我們無法直接觀察到的參數，在系統識別、光學、雷達、聲納學、訊號處理、醫學造影、地球物理學、海洋學、天文學、遙距感應、非破壞測試等多個範疇均已獲廣泛應用。為更具體講解逆問題，在下文我們將開始慢慢揭開一個特定逆問題的神秘面紗：X 光計算機斷層成像。
X光攝影的由來
我們的旅程始於 1895 年，當時德國物理學家威廉．倫琴（Wilhelm Rontgen）正在用克鲁克斯管（Crookes tube）做實驗。他發現，某些由克魯克斯管發出的非可見光線，能穿透阻隔可見光線的黑色卡紙。他用「X」來命名這種射線，表示它是未知的射線類型。當他用感光板為妻子的手掌造影後，他很快就意識到能將射線用在醫療上。這張正是史上第一張人類身體部位的X光片。倫琴藉由這項發現獲頒首屆諾貝爾物理學獎。
時至今日，X光攝影（又名投影X光攝影或常規X光攝影）已普遍用於篩查肺炎、骨折、癌症、血管疾病；而在我們對抗新型冠狀病毒病的努力中，亦有派上用場。其原理是，當X光穿過病人身體時，X光會因在體內散射及被吸收而衰減。因此，我們可以從透射的X光在底片螢光幕探測器上的讀數推斷出與體內有關的有用資訊。粗略的看，我們可以將投影X光片當作是X光照射之下半透明的三維身體所投射出來的二維陰影。
作者︰
香港科技大學數學系副教授張海教授
氣凝膠 — 由空氣構成的物質及其特性
在1931年，美國化學工程師Samuel Stephens Kistler博士與同事Charles Learned博士打賭，說他們可以把啫喱內的液體換成氣體而不會使它塌陷。他們把這個概念稱為「氣凝膠」，並最終使用二氧化矽造出史上第一塊氣凝膠。此後，其他材料，譬如氧化鋁、纖維素、卵白蛋白、橡膠和瓊脂都被用於製作氣凝膠。你知道氣凝膠是怎樣製造的嗎？讓我們探索一下氣凝膠的科學和它一系列的應用，這全都要歸功於它的密度和隔熱特性。
如何製造氣凝膠
要明白如何製造氣凝膠，我們首先要了解果凍的結構 — 對，是香甜有彈性，大家都喜愛的果凍啊！想像你正在廚房準備果凍，你需要用上三種材料：果凍粉、水和糖。我們可以暫且忽略糖，因為它只為果凍提供甜味。製作出來的果凍含有95%水份和少量的多孔固體結構，這樣的結構被定義為水凝膠（hydrogel）。要製作氣凝膠，我們會希望把水凝膠當中的水轉換成氣體。
要把水凝膠中的水換走這個步驟聽起來很簡單，但其實非常複雜。如果你僅是把凝膠加熱令當中的液體汽化，液體分子之間的吸引力會令凝膠的固體網狀結構因毛細管作用塌陷，令整塊凝膠收縮。試想像溶劑分子不斷從凝膠汽化，剩下的液體分子藉著分子間的吸引力不停把餘下的分子拉在一起，以彌補分子流失所產生的空位以維持凝膠的密度。這會在纖巧的凝膠骨架產生一股向內收縮的壓力，令網狀結構塌陷並收縮。
作者︰
Randy Stefan TANUWIJAYA
《科言》學生編輯
香港科技大學
