新聞及香港科大故事

香港科技大學(科大)一個跨學科研究團隊發現，人體腸道中大腸桿菌所釋出的一種毒素，與大腸癌有關。研究不但為大腸桿菌對人類健康的影響帶來新見解，更有助推動預防全球第三常見癌症「大腸癌」 的研究*。 人體腸道中的大腸桿菌雖然可以幫助我們消化食物及調節免疫系統，但它們亦含有毒性，可以導致細胞周期停滯(arrest cell cycle)甚至死亡。科學家早已發現大腸桿菌所產生的大腸桿菌素(Colibactin)是一種基因毒性(genotoxin)化合物，可以破壞真核細胞中脱氧核醣核酸(DNA)的雙螺旋結構(double-strand breaks)，增加患上大腸癌的風險。不過，由於這種化合物濃度低、狀態不穩定及生物合成反應路徑(biosynthetic pathway)過於複雜，難以複製作研究用途，所以它到底如何導致DNA受損，至今仍是一個謎。 由科大捷成 David von Hansemann 理學教授、海洋科學系及生命科學部講座教授錢培元帶領的研究團隊，利用嶄新的生物合成方式，解開這個謎團。團隊不僅成功複製大腸桿菌素基因簇，更發現可以大量培植相關基因的方法，以進行測試及驗證。經過反覆分析及化驗多種大腸桿菌素前體化合物(Colibactin precursors)，團隊最終確定「大腸桿菌素-645」是引致DNA雙螺旋結構受損的元兇，並發現其生物合成反應路徑和損害DNA雙螺旋結構的機制。 錢教授表示﹕「雖然部分大腸桿菌素會透過交叉連接的方式損害DNA，但一直以來未有資料顯示它們會直接破壞DNA。我們的研究確認了大腸桿菌素-645會直接破壞DNA的雙螺旋結構，進一步解釋大腸桿菌素對健康的影響，補上長久以來缺失的一塊拼圖。」 硏究團隊中的李忠瑞指，重組大腸桿菌素的分子骨架，可以為設計及合成有效的DNA分解試劑(DNA cleaving agent)，例如合成限制性内切酶或癌症化療藥物提供基礎。

香港科技大學(科大)的科研人員成功研發全球首個可用作深度機器學習(machine learning)的全光學神經網絡，不但能讓人工智慧在處理較複雜的問題上﹕例如辨識事物之間的關係或風險評估等範疇，進一步追近人類，更可在能耗大幅度降低的情況下，以光速進行運算。一直以來，光學網絡操作僅限於線性*運算，但只靠線性運算並不能讓神經網絡模擬人類大腦運作而達至「深度學習」(Deep Learning)。人工智慧要掌握深度學習，需具有「非線性啟動函數」(non-linear activation functions) 的多層神經網絡。然而，在現存的光電混合神經網絡中，模擬人類大腦回應方式的「非線性啟動函數」乃透過電來實現，這限制了光學網絡的運算速度及能力。現在，由科大物理學系教授杜勝望及助理教授劉軍偉所帶領的研究團隊，實現了首個全光學多層神經網絡，為構建大規模的光學神經網絡推進一步。為突破限制，研究團隊利用冷原子介質內只需極低鐳射功率便能運作的「電磁波引發透明效應」(electromagnetically induced transparency, EIT)，來實現非線性啟用函式，並製作了一個雙層全光學的神經網絡。為測試成效，團隊利用這個網絡，對凝聚態物理學易辛模型(Ising model)中的有序相和無序相進行分類，發現與高性能電腦神經網絡運算的結果一樣準確。杜教授表示﹕「雖然我們現在的成果只是一個概念驗證(proof-of-principle)的測試，但它表明新一代的光學人工智慧—即在低能耗的情況下進行快速運算，是有可能的。」劉教授補充謂:「未來，我們希望擴大此技術的規模，構建一個更大型、更複雜的全光學神經網絡，以作圖像識別等實際應用。」研究結果近日刊登於權威期刊《Optica》，並獲美國光學學會撰寫新聞稿介紹。

數理科技(STEM)是近年香港教育界的流行語，不少學校增撥資源添置科技配件，但在生命科學部的周敬流教授眼中，卻有偏離本質之虞。香港以填鴨式教育聞名，學生缺少通過整合不同學科知識解決問題的訓練，然而，這種能力卻是STEM教育的要素之一。主次失焦，不僅會令科學教育走進死胡同，也難以培育香港需要的發明家或科學家。 周教授說：「STEM 的真諦，在於讓學生學習探索事情的方法、態度、原則和應用規則。可惜在香港不少高中和大學，學生學習的只是資訊，忽視了背後的邏輯和分析。」 要從課本或互聯網取得資訊，可說輕而易舉，但周教授建議同學專注於探索事情的態度和方法。「舉例說，認識大自然並沒有固定的方法。教育制度應讓學生有多些機會走出課室，觀察他們感興趣的事物，而不是只訓練他們應付一式一樣的公開考試。」 周教授說自己少時極為好奇，因此選擇在大學修讀生物學；而負笈美國德州貝勒醫學院攻讀細胞生物學博士學位，則與家族裡多人患癌有關。加入科大前，他是美國紐約愛因斯坦醫學院的分子遺傳學Belfer院士。  周教授鑽研身體形態的分子遺傳學、神經發展，以及合成和演化生物學。不論在大學校園或日常生活的各個層面，他都在努力培育新一代以科學解決問題，迎接二十一世紀的種種挑戰。 身為在香港致力提倡STEM教育的先驅，他著重訓練學生培養分析和解讀數據 、進而自行歸結原則的能力。訓練越早，效果越佳。為了達致兩大目標，他將國際生物奧林匹克(IBO)高中生國際比賽引入香港，一則希望為公眾學習生物學提供廣闊平台，但更重要的是 — 藉此改變本地學校對這門科學的看法和授課方法。 IBO香港區賽事於2018年首辦。在前一年，籌委會特別舉辦香港聯校生物奧林匹克比賽作為熱身。周教授說：「學生從中找到很多樂趣，非常興奮。這種學習生物學的模式，是他們從沒想過的！」  傳統教育制度下，生物學不外乎背誦和關鍵字，做好這兩點，就可以拿取高分。事實證明，IBO香港區賽事改變了一貫的遊戲規則，因為它開拓了學生的視野，讓他們體驗不同的學習方法。

由香港科技大學（科大）領導的跨學府研究團隊，成功研製了一種環保充電液體燃料。計劃全面成功後，將對全世界產生革命性的影響，包括把電動車的充電時間由數小時縮短至數分鐘。 電燃料如果以太陽能或風能充電，就會具 「碳中和」的優點；像化石燃料一樣，它可以很方便地輸入電網，或輸入車輛內。 這研究名為「用於可再生能源供電站及電動汽車的電燃料儲能技術基礎研究」，由科大的趙天壽教授領導；其他團隊成員來自香港大學、香港中文大學及香港理工大學。 趙天壽教授為張英燦工程學及環境學教授、機械及航空航天工程學系講座教授、以及科大能源研究院院長。這為期五年的研究計劃（2018 至2022）由研究資助局的主題研究計劃資助，資助額為5000萬港元。 趙教授解釋說：「我們成功研發了一個穩定的鋰硫電池，因為它的高能量密度和低成本，它既可以為電動車供電，也可以為電網儲存來自太陽能和風能的電力。」 「最讓我們興奮的是我們能夠將鋰硫電池轉化為液態系統，或稱為電燃料。」 用傳統充電方式為汽車充電，通常需要幾小時，但使用電燃料則只需幾分鐘。由於它可再充電，電燃料不會像化石燃料那樣越用越少。在充電站，耗盡能源的燃料從燃料缸移走，然後補充載有能源的燃料。  電燃料系統的運作是基於鋰硫電池的化學原理 – 利用鋰金屬的高容量以及硫陰極的廉宜價錢。雖然研究團隊已取得重要成果，但仍有挑戰要克服。首先，在鋰表面形成的枝晶可能會縮短電池壽命。其次，釋出的硫會溶解，並且破壞鋰陽極。 「一個解決方案是形成有表面保護的多孔鋰陽極，而此類方案以前都是通過不切實際、繁雜的方式實現，」 科大團隊另一成員 – 機械及航空航天工程學系助理教授陳擎解釋道。「我們讓熱力學為我們服務。利用兩個自發反應，我們在一個碳支架上形成一個多孔鋰陽極，並在上面形成複合保護層。」 這簡單而有效的方法，讓一個高負載鋰硫電池發揮前所未見的表現。負載 – 即裝置上每面積單位的活性材料 – 必須維持高水平，才能將理論上的高性能最終可以轉化為一個實用高效的儲能技術。

Brain-machine interface - or the technology to synergize the brain with an external device so the latter can carry out orders, has been frequently featured in sci-fi movies as futuristic fantasy. Instead of maneuvering with our fingertips, individuals connected to such devices can transmit their thoughts, and the machines would do their bidding like magic. Recently, an American start-up promised to make this scenario a reality. A small chip would be surgically inserted into one's brain, which is then connected to a receiver with or without a wire, allowing the user to control things like a mouse or a keyboard. The company is even aiming to make the implant surgery equivalent to a simple surgical procedure like LASIK where one can walk away within hours. While this sounds revolutionary for people with disabilities, is the general public ready to sign up for its service?

去年，香港有港珠澳大橋及廣深港高速鐵路香港段兩項超大型基建落成，另外六個項目則在施工階段。無論公路或鐵路，公共服務一般少不了土木工程師的參與，但土木工程學與市民生常日活的密切關係，卻或許非修讀其他學科的學生所能盡知。 土木及環境工程學系的胡惟忠教授深知，不僅要將知識傳授給對土木工程學一無所知的年輕學子，更須盡力協助學生培養批判性思考和接受新事物的能力。自胡教授於2016年初接掌「土木工程與現代社會」課程後，這項「共同核心課程」已躍升為科大最實用、最受學生歡迎的課程之一。不論修讀甚麼本科，同學都可以從中了解如何透過土本工程解決香港的迫切問題。 有此成績，當然絕非幸致。授課者除了要對科目有深厚認識，亦須充滿教學熱誠。胡教授兩者兼備，在2014至2017年間，更連續三年成為學系內獲本科生給予最高評分的老師；因此，他最近獲大學頒發「2018年共同核心課程卓越教學獎」，實至名歸。 修讀上述核心課程的學生接近二百人，專長各異。為了增強同學的學習興趣，胡教授制定課程範圍時，必須超越平常的土木工程課題，甚至要花時間逐一細心了解學生的背景，設定適合他們的專題研習，因材施教。 其課程內容全面，涵蓋不同範疇，而且與時並進，觸及有關城市規劃及發展、法律及政策事宜、財務分析等最新知識。 舉例說，由於興建沙中線土瓜灣站，當區居民憂慮沉降問題會危害其物業的結構安全。為了讓學生了解沉降的真正含意，胡教授帶領他們到土瓜灣站附近不同地點量度沉降幅度，搜集第一手資料。在他眼中，這是「體驗學習」過程中不可或缺的關鍵一環。 胡教授認為不管學生主修甚麼科目或畢業後有何志向，掌握基本土木工程知識，對自己以至香港皆有好處。他說：「我講解的土木工程和數學知識，可以幫助學生了解怎樣處理房屋短缺、樓價過高等社會問題。歸根究柢，這些現象是因政府高地價政策和物業發展成本昂貴而起。一方面降低發展商須要支付的地價，另一方面讓置業者分三十至四十年向政府補回地價餘額，如此一來，港人既可自置居所，政府亦不致損失賣地收益，是真正的雙贏方案。」學生通過小組專題研習方式應對真實個案，不但可以獲取實用經驗，亦能窺探如何學以致用，改善民生。

This month, we experienced the hottest day of the year as temperatures in Hong Kong reached 35.1 degrees Celsius. Countries across western Europe also struggled in record-breaking temperatures recently, with France hit the worst at 45.9 degrees in June. The grim situation appears to have been a repeat of last year's conditions. Although there are ongoing indepth analyses and further studies to examine the causes of individual extreme temperature events, many experts believe that extreme heat waves would not be feasible without anthropogenic climate change, meaning human activities are the main culprit for global warming ravages. Such an assumption has been proven by climate models - a complex computer simulation of physical processes and mathematical formulae used mainly to predict climate and understand how the climate system responds to elevated greenhouse gas emissions.

香港科技大學(科大)工商管理學院、工學院和理學院攜手合作，共同推出香港首個跨學科金融科技理學碩士課程。 科大金融科技理學碩士課程分為一年全日制和兩年兼讀制，旨在為金融科技行業引入人才。課程將透過三所學院多位教授的多元化專業知識，為學生提供與流行金融科技及其工程和金融原理相關的基本知識和技能，從而提升學生在多領域及日漸蓬勃的金融科技領域中的市場競爭力。第一屆學生由60位主要具有金融和科技背景的專業人士組成。 課程啟動禮在上星期六(8 月17日)舉行，由科大首席副校長倪明選教授、工商管理學院院長譚嘉因教授、工學院副院長(研究及研究生教務)蘇孝宇教授及理學院副院長(招生)梁承裕教授主持。 科大首席副校長倪明選教授說：「憑藉科大的世界級工商管理、工程及理學教育，此課程將為學生提供寶貴的學習機會，以在瞬息萬變的世界中取得成功。課程亦充分體現了科大勇於創新的獨特定位。」 科大工商管理學院副院長（研究）及金融科技理學碩士課程聯合主任許佳龍教授表示：「此課程滿足了市場的迫切需求，而第一屆同學的卓越能力及多元化背景正正體現了這一點。這些學生學歷優秀，來自世界各地的頂級院校，當中不乏經驗豐富的銀行、金融及科技行業管理層和專業人士。他們均致力於學習、發展和引領全球的金融科技創新和應用。」 WeLab集團資深顧問、虛擬銀行董事局主席及科大財務學系客席教授陳家強教授以「香港及大灣區的金融科技教育」為題於課程啟動禮發表主題演講，指出香港作為金融科技人才教育樞紐的優勢。其後，啟動禮舉辦以「虛擬銀行與金融科技業的未來」為題的論壇，進一步闡明金融科技在金融業的整體發展的關鍵作用。論壇嘉賓包括大華銀行大中華區行政總裁葉楊詩明女士、香港金融管理局副總裁阮國恒先生、中國平安保險(集團)股份有限公司海外業務合規總監楊冠熹先生，各人同為科大校友，均在論壇中分享他們對金融業的寶貴知識和見解。