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未來·無限

簡介

GIST

主持人:香港電台公共事務組

身處世界關鍵的轉折,需要眼界和知識。
每個星期六,我們會邀請一位科學家,介紹在其研究範疇內一個正在影響世界未來發展、我們不可不知的趨勢,以專業和視野來培養具前瞻的預測與洞察力。
星期六早上,讓我們看遠一點,看到未來的無限可能。

監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩

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21/12/2024

利用新型望遠鏡研究超新星殘骸

嘉賓:香港大學物理學系副教授吳志勇

「大家好,我是吳志勇教授,我是港大物理學系副教授,我是一位天文學家,我主要觀測宇宙裏面比較極端的天體,譬如一些超新星爆炸的遺骸,以及脈衝星、脈衝星風雲等。  其實一般的星星,大家看見天上的星星和人類一樣有壽命,它完結後會變成另一種天體,例如太陽過多五十億年後會變成白矮星,我研究的是大質量的行星,八至十倍太陽質量的行星,它們燒光燃料之後,就會有很劇烈的超新星爆炸,剩下的可能變成黑洞或者變成脈衝星,我研究的方向主要是觀測這些超新星的遺骸,以及這些脈衝星,我會用國際上主要的太空望遠鏡,以及射電望遠鏡去觀測這些星的遺骸。 這些星的特別之處就是它們其實好細小,好像香港島這樣細小,但是質量很大,即是想像將太陽置於香港這樣細小的地方。 」


這些如此緻密的星體,對於科學家研究一些極端的重力、磁場等會有很大幫助,因為在地球上,永遠提供不到這樣極端的環境去進行物理學研究。

 「我研究的最主要範疇是看這些脈衝星上面,它們有很強的磁場,它們亦轉得很快,那麼它們會將粒子加速到很高能量,這樣在宇宙會形成所謂的宇宙射線。 宇宙射線被發現超過一百年,它們的來源是怎樣的,人們未太清楚。 目前最主流的學說,是指這些在銀河系的粒子會在脈衝星附近,以及在超新星遺骸的擊波裏面加速,它們來到地球之後形成了高能的粒子,其實對我們的生活也會有一點影響。 譬如我們常用到的碳-14年代測定法,是由於這些高能粒子不斷撞擊地球的碳-14原子,不斷產生碳14,才做到測定時間。」

 傳統天文學幾千年以來,都是觀測可見光為主,不過,最近的一百年間,已經超越了可見光,進而透過電磁波,甚至中微子等理解天體。 

「即是由射電一路到可見光、紅外、紫外、X射線、伽瑪射線都有,現時這被稱為多波段觀測,可觀察一個星體不同波段發出來的強度、能量,估計它背後的物理狀況,但新的趨勢不止多波段,除了電磁波之外,還有其他中微子、重力波等,或者宇宙射線,即是將幾個不同方向組合起來去觀測天體,它的背後有甚麼正在發生,這超越了可見光的範圍,亦超越了電磁波的範圍,有些東西是從電磁波中觀察不到的,例如中微子,現在我們已經有中微子天文台。譬如我研究的脈衝星,如果兩粒脈衝星撞在一起時,它們會產生很強的引力波,事實上現時已觀測到有幾個這樣的事件,而重要性是在於其實很多重的金屬會在這個過程中誕生,估計有大部分重的元素會在超新星爆炸的時候誕生,以及會在兩個脈衝星碰撞的時候誕生,這些都會導致很強烈的引力波,這亦都可以解釋到很多重的元素,在宇宙如何誕生,以及在地球觀測到的,例如金、銀、銅,這些重的元素是如何在宇宙中產生。」

 
未來影響天文學發展的一個重要因素,在於學者會運用到不少新型的望遠鏡。

「今後五至十年,會陸續有很多新的望遠鏡落成,最主要譬如我從事射電的方向,有一個名為平方公里列陣,具備多支望遠鏡,會在南非和澳洲分別建設多支望遠鏡,規模屬史無前例的大。它當初的計劃是收集面積達一平方公里,它會每天觀察天上星的變化。 這樣大的望遠鏡會收集到很多數據,可能一秒鐘一個terabyte (TB),一個一TB的硬碟,一秒鐘就填滿了,這樣大量的數據究竟如何儲存和分析,是未來我們關注的趨勢,以及未來研究的課題。 現時科學家嘗試用人工智能的辦法去分析,可能只會保存有用的數據,即時篩選,否則很快就填滿硬碟,數據產生速度太快,難以保存太多。 現時新型的望遠鏡會每日觀天,看星的光度有何變化,這亦是未來的大方向,因為現在我們有這樣的儀器,有條件和運算能力,可以每晚觀天,每晚拍一張照片,然後看光度有何變化,這是屬於Time-Domain Astronomy,即是時間性的天文學。從前並不是這樣的,從前可能隔幾十年,才有人拍某個天區的一張照片,現在可以做得很頻密。」

21/12/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

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以mRNA技術令心血管再生

主持人:香港電台公共事務組

嘉賓: 香港青年科學院創院院士、香港中文大學醫學院化學病理學系呂愛蘭教授

「我是香港青年科學院創院院士,香港中文大學醫學院化學病理學系教授呂愛蘭,我的重點研究是心血管疾病和核糖核酸的技術,令心血管再生,為心臟病的患者帶來治療的新希望。」 

心臟病是全球人類的頭號殺手,每年因為心臟病死亡的人數,超過1700萬人。 

「最大的原因是成年人的心臟缺乏了再生能力,很多時候血管阻塞會令心肌壞死,一旦壞死就不能完全修復,我們想找出安全和有效治療心臟病的方法,現時是研究階段,很多科學家都嘗試用不同的方法解決這個問題。」

 本地研究發現,人類在胚胎和胎兒期間擁有多種血管新生因子,這些因子在胚胎發育過程有著關鍵的作用,能促進血管形成和組織發育。 

「我和團隊考慮用mRNA技術,以基因治療方法治療心臟病,希望重新打開血管,尤其是針對一些細胞因子的mRNA,幫助心臟的再生修復。 在研究過程中,我們發現人類的胚胎和胎兒,其實擁有很多血管生成因子,是我們成年人缺乏的,所以我們希望在研究發育期間,可以將嬰兒能夠再生的機制帶給成年人,因此我們希望研究一個可行的方法,利用血管的生成因子,套用於心臟再生技術,我們這個技術其實已經進行了多期臨床試驗,希望未來可以應用在器官再生修復和疾病治療方面。」

在未來,科學家會繼續探索免疫系統和人類疾病之間的關係,包括研究淋巴細胞「T細胞」的免疫反應,看看這些細胞能如何啟動再生基制,往後受惠的可能不單止是心臟病人。 

「再生醫學已經有幾十年歷史,除了細胞移植、血管新生之外,免疫細胞和免疫細胞治療的價值,其實仍然存在了很多未知的可能性,雖然成年人的心臟是不能再生的,但是出生幾天的嬰兒,即使心肌梗塞嚴重,都可以完全康復,我們希望研究人類的發育,尤其是如何將嬰兒能夠再生的機制,套用在成年人身上,希望能夠找到一些啟示,可以促進心臟血管再生,我們主要的研究是免疫細胞 ,其中淋巴細胞「T細胞」的免疫反應和它對於心臟再生的潛力,這個技術不只可以應用在心臟病患者,也希望能夠幫助解決因為血管發炎,或者無法快速康復的糖尿病相關的血管疾病患者,希望這些研究將來會有更多的啟示。隨著科學不斷進步,有很多創新的治療方法出現,或會令心臟病患者帶來新的治療希望。今天科技發達都是很多前輩努力的成果,希望有更多年輕人加入科研工作,即使不投身科研,都要勇於嘗試,為我們的未來出一分力!」

香港電台第一台

29/06/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)