簡介
主持人：香港電台公共事務組
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。
監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩
最新
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。」
重溫
嶄新光伏產品「太陽能地磚」
主持人：香港電台公共事務組
嘉賓: 香港青年科學院院士、香港城市大學香港清潔能源研究院副院長葉軒立教授
「我是葉軒立，是香港青年科學院的院士，也是香港城市大學材料科學與工程系，以及能源與環境學院的教授，同時我亦兼任香港清潔能源研究院副院長。我研究的方向最主要是研究新型太陽能技術，希望可以促進城市內更好運用可再生能源，研究的最主要的方向是可溶液加工的半導體，可以通過印刷式方法，製造新一代的太陽能電池，以及推動其商業化和創新應用。」
太陽能其實是地球上資源最豐富的可再生能源，光伏技術是指將太陽能的光能轉化成電能的技術，現時被廣泛使用的是傳統的晶硅太陽能板，常用於天台或者地面電站發電，不過香港山多、平地少，而且高樓密集，要大規模地去發展太陽能，有一定的局限。
「我們要通過一些創新科技，配合太陽能的發展，找出適合在市區使用的光伏技術，如果可以發展出來，對香港非常重要。最近幾年，我們的團隊一直研發適合香港市區應用的光伏技術，最主要是柔性、非常薄和輕的光伏技術，我們稱它為第三代柔性太陽能電池，最主要的材料是有機半導體，這些材料是高分子材料，在彎曲情況下，不會影響發電性能，同時可以用溶液加工，用一個捲對捲像列印報紙的方法，就可以大規模生產。 這些柔性的光伏不僅輕，亦可以造成不同的形狀和不同尺寸，甚至可以半透明、顏色可調，同時兼具發電及隔熱多功能集成的優勢。 剛才提及，我們可以用大面積如像列印報紙般，捲對捲加工的方法來製造，所以我們可以將它的價錢變得很便宜。 如果我們可以將它應用在建築物上，可以用來造一個窗簾，一個會發電的窗簾。無論新的建築物，或是舊的建築物，我們都可以安裝得到。它不單可以發電，亦可以有隔熱的功能，即是除了產能以外，亦可以達至節能的效果。」
未來科學家除了會繼續研究如何將光伏技術的效率提高，將電池壽命延長和降低成本之外，亦會推動將太陽能板同大廈牆身，以至地面路磚相結合。
「現在有一個很新的技術，叫鈣鈦礦太陽能電池，它可以用溶液去加工，最主要的好處就是它的效率已經和第一代的晶硅太陽能電池相媲美，甚至有機會把效率進一步提高。香港城市大學其實也針對這方面有進行研究，我們跟政府有很多項目在進行，未來一至兩年，我們希望在香港做到自己的太陽能技術，可以在香港應用。 現在有一個新的趨勢名為光伏建築一體化，英文是”Building Integrated PV Technology (BIPV Technology)”，這對香港來說很有用，因為香港有很多高樓大廈，如果我們可以將光伏技術和大廈本身集成，我們就可以利用大廈的垂直面發電，可以大大提高這些太陽能的應用。除了剛才提到的BIPV，亦有一些新的技術，例如如何將太陽能板和路磚結合起來，我們甚至可以行在上面，人可以行，單車也可以行，我們可以利用道路去造成太陽能發電。 現在香港政府亦在推動另一種技術叫做Floating PV，即是可以在水面上浮動的太陽能板，考慮到香港其實有很多水資源，如果我們可以在水塘的表面，或者在近海位置安裝太陽能板，我們可以解決缺少地面面積的問題。 最後就是智能光伏系統，亦是未來一個很大的趨勢。 如何結合現在比較熱門的物聯網、人工智能，達至實時監察，或者優化整個太陽能系統的運行，最好地利用到它的效率，這也是未來我們要集中研究的一個方向。」
