從香港走到太空：黎家盈的數學追夢故事

 

香港首位進入太空的航天員是黎家盈博士。她原本是香港警務處警司，擁有計算機法證博士學位，後來通過嚴格選拔和訓練，以「載荷專家」身分參與神舟二十三號任務，進駐中國空間站，成為首位飛上太空的香港人。

對中學生來說，她的故事最值得記住的，未必只是「香港首位太空人」這個稱號，而是：一位在香港受教育、從事資訊科技與法證工作的專業人士，如何憑着科學基礎、數學思維和持續訓練，走到距離地面約四百公里的太空站。

她不是「只會飛」的太空人

黎家盈是香港土生土長，曾在香港大學完成電腦科學學士、密碼學碩士及電腦法證博士課程。她其後在香港警務處任職警司，專長與資訊科技、數據分析及電腦法證有關。

這個背景很重要，因為它打破了一種常見想像：航天員不一定由戰機機師出身。中國航天員通常可分為不同類型，包括：

類型	主要工作
航天駕駛員	操作與管理太空船、處理飛行相關任務
航天飛行工程師	負責設備運作、維修、系統管理及工程工作
載荷專家	在太空站進行科學實驗、操作科研設備、管理實驗數據

黎家盈屬於載荷專家。簡單說，她要把「地面實驗室」帶到太空：操作精密儀器、按程序進行實驗、記錄數據、處理意外情況，並協助讓科學研究在微重力環境中順利完成。政府資料指出，載荷專家的核心職能正是進行空間科學及應用研究實驗。

從電腦法證到太空實驗

「電腦法證」聽起來與太空很遠，其實兩者有不少相通之處。

在電腦法證工作中，人員需要從大量數據、裝置紀錄和電子痕跡中找出規律，並以嚴謹方法驗證結論。例如，一個檔案何時被建立、修改或傳送？不同資料來源的時間紀錄是否一致？某個數據變化是否合理？

到了太空，這種能力同樣重要。航天員做實驗不能只靠「看起來成功」；每一步都要準確記錄，例如：

• 儀器在甚麼時間啟動；

• 溫度、壓力、影像或生物樣本數據有何改變；

• 實驗條件是否與地面設定相同；

• 某個結果是否來自真正的科學現象，還是設備、操作或環境造成的誤差。

換句話說，航天不是單靠勇氣，而是靠大量可核實的數據。而數學正是整理數據、比較結果、估算誤差和建立模型的共同語言。

 

數學如何把人送上太空？

假如你問：「中學數學與航天員有甚麼關係？」答案是：關係比想像中大。

太空任務涉及時間、距離、速度、比例、角度、坐標、圖像、概率與統計。黎家盈從資訊科技和法證研究走到太空科研工作，正好說明數學不只是考試科目，而是一套分析真實世界問題的工具。

以下是一些航天中常見的數學思維：

學校數學課題	太空任務中的用途
代數與方程	計算設備參數、校對實驗條件、估算資源需要
比率與百分比	分析氧氣、食物、水、電力及實驗材料的使用量
統計	比較多次實驗結果、找出異常數據、判斷趨勢
坐標幾何與向量	描述太空站、機械臂、儀器或物體的位置與方向
圖像與函數	追蹤溫度、心跳、設備耗電量或生物樣本的變化
誤差分析	判斷量度結果是否可靠，避免把偶然偏差當成發現

例如，若某項太空實驗要每隔 $15$ 分鐘拍攝一次，共持續 $6$小時，那麼理論拍攝次數為：

$$\frac{6\times 60}{15}=24$$

但真正任務還要問得更深入：有沒有一次因儀器重啟而遺失？影像時間標記是否一致？每一張圖像的亮度是否相同？這時就不只是「算出 24」，而是要像科學家和數據分析師一樣檢查資料的可信度。

她帶來的香港元素

黎家盈不是以旁觀者身分參與航天任務，而是把香港的科研能力帶進國家航天工程。她在神舟二十三號任務中以載荷專家身分操作空間科學實驗設備；報道提及，任務包括與香港科技大學團隊牽頭研發的「天韻」相機相關的在軌工作。

這件事的意義不只是「香港有人上太空」。更重要的是，香港的高等教育、科研團隊、資訊科技人才與學生，都可以在國家航天工程中找到自己的位置：

• 有人可研究太空材料、生物科技或機械工程；

• 有人可設計衛星影像分析、人工智能模型或遙感數據系統；

• 有人可從事網絡安全、通訊、軟件和儀器控制；

• 有人可成為研究員、工程師、醫生、教師，甚至下一位航天員。

對於今天的中學生而言，「航天夢」不只等於將來親自穿上太空衣，也包括用自己的學科專長解決太空探索中的真實問題。

她在太空教的一課

 

2026年9月9日，黎家盈與神舟二十三號乘組在「天宮課堂・港澳專場」中，透過直播與港澳學生進行「天地對話」。他們示範微重力環境下的科學現象，例如扭濕毛巾後水不會像地面般向下滴落，以及以水球進行「乒乓」活動。

這堂課特別有意思，因為它讓同學看見：一滴水在地球和太空可以表現得完全不同。

在地球上，水滴下落主要受重力影響；在太空站的微重力環境中，水則較受表面張力和物質表面性質影響。水分子會傾向聚在一起，形成近似球形的水球。這就把課本中的「球體體積與表面積」、物理中的「力」和科學探究中的「控制變量」連在一起。

黎家盈與學生對話的價值，不只在於「見到太空人」。她讓香港學生看到，一位說着熟悉語言、來自熟悉城市的專業人士，真的可以站在世界級科研舞台，並把課本知識變成太空實驗。

給中學生的啟示

 

黎家盈的經歷未必要求每個人都以航天員為目標，但至少帶來三個很實在的提醒：

• 數學是工具，不是障礙。 它可以用來分析電腦資料、研究犯罪證據、設計儀器、處理科學實驗，也可協助理解太空飛行。

• 興趣可以跨界發展。 從資訊科技、警務工作、法證研究到航天科研，人生道路不必一開始便只有一條直線。

• 專業能力需要長期累積。 她能參與任務，來自多年的學習、工作經驗、身心訓練和嚴謹態度，不是一次考試或一次機會就能完成。

當同學在做代數題、畫統計圖、整理實驗數據時，或許會覺得它們離夢想很遠。但香港首位太空人黎家盈的故事提醒我們：今天學會的一種解題方法、一個清晰的數據表、一次不放棄的訂正，日後都可能成為你走向更大舞台的能力。

 資料來源:

1. 政府新聞公報

2. 香港商報報導 

3. TVB 直播 

數學，不只是求答案

 數學，不只是求答案

 
兩枚獎牌，兩個「為甚麼」

假如有人告訴你：有兩位華人數學家剛剛獲得被稱為「數學界諾貝爾獎」的菲爾茲獎，你可能會想：

    「很厲害，但和我做數學功課有甚麼關係？」

答案是：關係很大。

2026 年，數學家王虹和鄧煜在國際數學家大會獲頒菲爾茲獎。這是中國籍數學家首次獲得這項榮譽，亦是首次有兩位中國籍數學家在同一屆獲獎。王虹的研究涉及調和分析、幾何測度論和「掛谷猜想」；鄧煜則在偏微分方程，以及由微觀粒子運動推導氣體與流體規律等問題上作出重要貢獻。

這些名稱聽起來像密碼，甚至比考試卷最後一題更陌生。不過，數學研究最迷人的地方，往往不在於那些艱深名詞，而在於它們都由一個非常簡單的習慣開始：

    看見一個現象，然後忍不住問：「為甚麼？」

一支針，為何能指向每個方向？

王虹參與解決的「三維掛谷猜想」，可以從一條很直觀的問題想像。

假設你有一根很幼很幼的針，想把它轉向所有可能的方向。你需要多大的空間，才放得下這根針在所有方向的擺動？

在平面上，這像是把一枝筆不停旋轉；在三維空間中，則像讓一根針朝向天空中每一個可能的方向。直覺告訴我們：既然方向那麼多，所需空間應該很大吧？

但數學家發現，事情遠比直覺複雜。這類問題牽涉幾何圖形、方向、長度、面積、體積和無限多種可能性。它不只是「一根針放在哪裏」的遊戲，更與波動、影像處理、訊號分析和高維空間的理解有深刻關係。

所以，當你在中學學習：

•     點、線、面與立體幾何；
•     向量和方向；
•     面積、體積與比例；
•     函數圖像和變化率；

你其實正在學習一種日後可以用來探索未知問題的語言。

你現在未必需要解決「掛谷猜想」，正如剛學跑步的人不需要立刻跑馬拉松；但每次你認真想清楚「這條線為何平行」、「這個角為何相等」、「這個結論可否反過來」，就是在訓練同一種數學肌肉。

從一粒粒氣體，到天氣和海浪

另一位得獎者鄧煜研究的問題，也可以用日常生活來理解。

想像你在一個密封盒子裏放進大量空氣。空氣看似平靜，但其實內裏有數不清的微小粒子高速飛行、碰撞、改變方向。若要逐粒粒子追蹤，它們的位置、速度和碰撞次序，幾乎是不可能完成的任務。

可是，我們又確實能夠描述空氣的溫度、壓力、流動速度，甚至預測風向、氣流和流體運動。問題來了：

    這些「大量粒子的混亂運動」，怎樣變成我們熟悉的整體規律？

這正是數學厲害之處：它能從看似雜亂的細節中，找出有用的模式。

中學階段學習統計時，你會由一大堆數據找平均數、中位數、眾數和分布；學習概率時，你會思考一件事情「未必每次發生，但長遠有規律」；學習函數時，你會用一條關係式描述變量如何一起改變。

這些都是同一種思想：

    不必知道每一個細節，仍可以理解整體的規律。

這種能力不只用於數學。看股票走勢、分析運動成績、理解傳染病擴散、設計人工智能模型，甚至判斷網絡資訊是否可靠，都需要從雜亂資料中辨認模式。
真正的數學家不怕「未識做」

很多人以為數學家最厲害的地方，是「永遠不用計算機」、「一眼就看到答案」或「從不做錯」。

其實未必。

真正的數學研究，常常是一條很長的路：嘗試一種方法，發現不行；修改假設，又遇上新的障礙；和其他人討論；再由失敗中看出一點方向。王虹和鄧煜的成果背後，並非一次靈光一閃，而是長時間的閱讀、思考、驗證、合作和堅持。新聞報道也指出，兩人的突破反映基礎研究需要長期投入、包容試錯，以及重視原創探索的環境。

這對正在讀中學的你，是一個很重要的提醒：

•     做不出題目，不代表你沒有數學能力。
•     算錯一步，不代表你「不適合數學」。
•     問「為甚麼」，不代表你拖慢進度；很多時正是深度學習的開始。
•     一題有不同解法，不代表其中只有一個有價值；比較方法的效率和美感，正是數學的樂趣。

有時候，你卡在一道幾何題，不妨暫時不要急著看答案。試試畫圖、標示已知條件、猜想結果、用特例測試，或者問自己：「若把這個三角形放大一倍，結論還成立嗎？」這些看似慢的步驟，其實是在培養研究者的思維。
把數學當成偵探遊戲

數學未必永遠像遊戲般輕鬆，但可以像偵探破案般有趣。

每一道題目都有「線索」：

•     已知條件是線索；
•     圖形上的平行線、相似三角形是線索；
•     代數式中的公因式是線索；
•     數據表內的趨勢是線索；
•     題目沒有明說、但可以推論出來的關係，更是線索。

例如，若某商品原價 $200，先減價 20%，再加價 20%，最後是否回到 $200？

不少人會直覺回答「會」，因為減了 20% 又加回 20%。但數學偵探會逐步查證：
200×0.8=160
200×0.8=160
160×1.2=192
160×1.2=192

最後是 $192，不是 $200。

關鍵不在「記住答案」，而在於看清楚：兩次的 20% 並不是基於同一個數。第一次以 $200 為基準，第二次卻以 $160 為基準。

這就是數學帶來的力量：它幫助我們不被直覺牽著走，而是用證據、邏輯和計算作判斷。

給未來的你

菲爾茲獎距離中學課室很遠，但「數學精神」其實可以每天出現：

•     遇到難題時，不急於說「我不懂」，先問「我已懂甚麼」。
•     看到答案時，不只問「對不對」，也問「為甚麼這樣做」。
•     學到公式時，不只背誦，也嘗試找出它從何而來。
•     發現不同方法時，想一想哪一種更快、更清楚、更有啟發。
•     即使暫時沒有答案，也保留追問下去的勇氣。

王虹和鄧煜的故事告訴我們：數學並不只屬於天才，也不只是考試中的一堆符號。它是一種把好奇心變成問題、把問題變成推理、再把推理變成新發現的能力。

也許你今天做的是一道一次方程、一題概率題，或一個圓的幾何證明；但你正在學的，不只是「如何求 x」。

你也正在學習如何面對未知。

而所有重要的發現，往往就從這一句開始：

    「我想知道，為甚麼會是這樣？」

資料來源:

1. 香港新聞網

【數感生活——公廁裡的兩捲衛生紙】

 公廁裡的兩捲衛生紙

使用公共廁所最困擾的莫過於上完後發現衛生紙沒了！如果是野外求生還可以勉強就地找一片葉子（我沒有！），但公廁裡什麼都沒有，科技不發達時還有機會帶報紙或書（我也沒有帶這些去公廁！），現在你只能盯著手機，搖搖頭放棄這個選項。

為了避免如此尷尬的場景，某些公廁會準備兩卷衛生紙，並且提醒使用者「先用左邊」，或是「先用比較少的那邊」。然而，標語往往反映的是有一群不願意遵守的人。當今天有些人就是愛用比較多的那捲衛生紙，到底會發生什麼事呢？

數學家早在1984年就完整分析過這個問題了。他們將使用者分成兩類人：

第一類人總是用多的那捲衛生紙

第二類人用少的那捲衛生紙

每次進來廁所，有p的機率是第一類人，(1-p)的機率是第二類人。再來，他假設兩捲衛生紙一開始的數量一樣多，都是n，每次衛生紙都剛好用1張。

分析結果發現，在衛生紙張數非常多的情況下，假如超過一半的人愛用大捲衛生紙(p>0.5)，則當一捲衛生紙用完，另一捲衛生紙剩下p÷(2p-1)張。

舉例來說，當p=0.9，平均只剩下1.125張，是相當危險的狀況，很可能在管理員還沒來補衛生紙前，就會面臨到兩捲都空的窘境。如果拿大捲的人少一點，p=0.6，則一捲用完時另一捲剩下的張數會稍微多一點，變成3張。雖然有變好一點，可危機依然存在。這是因為太多人喜歡拿大捲衛生紙，導致兩捲衛生紙數量總是差不多。

§

如果今天懂得體諒他人，使用小捲衛生紙的人比較多，也就是p<0.5，剩下來的張數為(1-2p) ÷(1-p)×n+ p÷(1-2p)。以p=0.1來看，一捲用完時，另一捲還有0.89n+0.125，還剩下將近9成的衛生紙可以使用，有非常充分的時間讓管理員補貨了。

就算是p=0.4，一捲用完時，另一捲剩下的量也有0.33n+2，依然有超過原來1/3的衛生紙量可以使用。

這項研究是美國數學家高德納（D.E. Knuth)所做，身為現代電腦科學最重要的數學家之一，你平常用的電腦網路技術，很有可能就有一部分是他貢獻的。正是一位懂得活用數學的數學家，才會在上廁所時也想到該應用數學。

資料來源：https://www.facebook.com/numeracylab/posts/%E6%95%B8%E6%84%9F%E7%94%9F%E6%B4%BB%E5%85%AC%E5%BB%81%E8%A3%A1%E7%9A%84%E5%85%A9%E6%8D%B2%E8%A1%9B%E7%94%9F%E7%B4%99%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%85%AC%E5%85%B1%E5%BB%81%E6%89%80%E6%9C%80%E5%9B%B0%E6%93%BE%E7%9A%84%E8%8E%AB%E9%81%8E%E6%96%BC%E4%B8%8A%E5%AE%8C%E5%BE%8C%E7%99%BC%E7%8F%BE%E8%A1%9B%E7%94%9F%E7%B4%99%E6%B2%92%E4%BA%86%E5%A6%82%E6%9E%9C%E6%98%AF%E9%87%8E%E5%A4%96%E6%B1%82%E7%94%9F%E9%82%84%E5%8F%AF%E4%BB%A5%E5%8B%89%E5%BC%B7%E5%B0%B1%E5%9C%B0%E6%89%BE%E4%B8%80%E7%89%87%E8%91%89%E5%AD%90%E6%88%91%E6%B2%92%E6%9C%89%E4%BD%86%E5%85%AC%E5%BB%81%E8%A3%A1%E4%BB%80%E9%BA%BC%E9%83%BD%E6%B2%92%E6%9C%89%E7%A7%91%E6%8A%80%E4%B8%8D%E7%99%BC%E9%81%94%E6%99%82%E9%82%84%E6%9C%89%E6%A9%9F%E6%9C%83%E5%B8%B6%E5%A0%B1%E7%B4%99/2057461170941565/

超越 3.14：一部伺服器，挑戰 314 兆位圓周率

 

圓周率可以計到幾多位？

提到圓周率 ，好多同學第一時間都會諗起 3.14。 但其實， 是一個無限不循環小數，後面仲有無窮無盡的數字，而且永遠唔會出現固定重複的模式。

正因為咁，全世界的電腦工程師和數學迷，都好鍾意用「計圓周率」來測試電腦的速度和穩定性，變成一種「極限挑戰」。

314 兆位圓周率是甚麼概念？

最近，美國科技媒體 StorageReview 用一部伺服器，成功將圓周率計算到小數點後 314 兆位，打破世界紀錄。 「兆」即是 ，314 兆位即是 314,000,000,000,000 位小數，非常誇張。

如果你每秒讀一個數字，24 小時不睡不休，要幾百萬年先讀得完，幾乎可以當作「讀一世都讀唔完」的長度。

其實科學家用唔用得着？

有趣的是，科學實際上根本用唔到咁多位數字。 例如有資料指，只要知道圓周率到小數點後大約 37 位，已經足夠用來精確計算可觀測宇宙的尺寸。

咁點解仲要計到 314 兆位？原因不在於「要更多數學精度」，而是想測試電腦系統在超長時間、高負載之下，能否仍然保持穩定和可靠，例如處理器速度、記憶體、儲存裝置讀寫速度等。

電腦點樣頂得住 4 個月？

今次計算由一部 Dell PowerEdge R7725 伺服器負責，配備兩顆 AMD EPYC 處理器，合共有幾百個運算核心，以及大約 1.5 TB 記憶體。 系統仲連接了大量高速 NVMe SSD，提供大約每秒 280 GB 的數據傳輸量，用來處理龐大的中間計算結果。

整個計算過程大約用咗 3 至 4 個月，伺服器要日日夜夜不停運作，期間不斷讀寫巨量臨時檔案，一旦有任何硬件出錯或儲存損壞，前功盡廢。 正因如此，打破紀錄同時亦證明咗佢哋的系統設計非常可靠。

對中學生有甚麼啟發？

對香港中學生而言，這個故事可以俾你幾個啟示：

·        數學概念（例如圓周率）可以連接到真實科技應用，用來測試電腦和儲存系統。

·        「世界紀錄」背後，其實是電腦科學、工程、數學多方面合作的成果。

·        即使是你在課本中見到的一個常數，都可能變成工程師在現實世界測試極限的工具。

下次再見到 3.14，不妨諗一諗：在你書本以外， 其實已經被人計到 314 兆位這麼遠了。你會唔會都想有一日，用自己寫的程式，去挑戰電腦的極限呢？

延伸閱讀

探古尋源 - 希臘字母

 各位高中同學, 

在數學科或/及其他學科中, 很多時候都會用到希臘字母去代表未知的量和變數. 其實大家有沒有了解過它的歷史及在日常生活/學習中的應用.

請看看 電視節目的講解.

延伸閱讀:

探古尋源

生活中的環保數學

現今社會十分重視環保，例如：水資料的使用、碳排放的情況，這些可持續發展與我們的生活有著密切的關係。以下有3道有關環保的題目，不如大家思考下：

-------------------------------------------思考站----------------------------------------------

1. 你知道日常生活中，有哪些物品可以回收再用嗎？

2. 如果一個家庭每星期使用5個塑膠瓶，1年會使用塑膠瓶多少個？這些塑膠瓶如果不回收，會對環境造成甚麼影響？

3. 你覺得減少用紙對環境有甚麼好處？我們如何用數學來幫助計算減少用紙後，能節省多少樹木？

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不知大家有沒有答案呢？文章最後便會公佈參考答案。但大家有沒有發現有2題與數學有關？事實上，數學不僅是課本上的公式和計算，更是解決環境問題的強大工具。從資源管理到氣候變化，數學幫助我們量化問題、預測趨勢並制定有效策略。

1. 資源管理：節水與節能

• 水資源：每人每天平均用水約100升，一個四口之家每天消耗400升。若安裝節水裝置，每人每天節省10升，全家每月可節水1,200升，長期下來能大幅減少浪費。

• 能源：數學幫助計算太陽能效益。例如，若家庭每月電費600元，改用太陽能可節省50%，即300元，同時減少碳排放。

2. 氣候變化與廢物處理

• 碳排放：科學家用「回歸分析」建立二氧化碳與氣溫的關係，預測未來暖化趨勢。

• 廢物回收：若城市每日垃圾量1,000噸，回收率30%，即每天300噸可轉化為再生資源，減少堆填區負荷。

3. 生活中的環保數學

• 一個家庭每週用5個膠瓶，一年累積260個。回收這些膠瓶可減少海洋污染。

• 節約用紙能保護樹木：每噸紙需砍伐17棵樹，少用1噸紙即拯救17棵樹。
  

數學讓我們用科學方法實踐環保，為地球創造更永續的未來！ 🌍♻️

--------------------------------------思考站的參考答案----------------------------------------

1. 你知道日常生活中，有哪些物品可以回收再用嗎？

日常生活中，常見的可回收物品包括紙張、塑膠瓶、玻璃瓶和金屬罐等。

2. 如果一個家庭每星期使用5個塑膠瓶，1年會使用塑膠瓶多少個？這些塑膠瓶如果不回收，會對環境造成甚麼影響？

一個家庭每星期使用5個塑膠瓶，1年使用5 × 52 = 260個。如果不回收這些塑膠瓶，這些廢物便會對環境造成污染，影響生態系統。

3. 你覺得減少用紙對環境有甚麼好處？我們如何用數學來幫助計算減少用紙後，能節省多少樹木？

減少用紙可以保護樹木，減少森林砍伐。數學可以幫助計算節省的紙張量，從而估算減少的樹木砍伐數量。例如，每噸紙張需要砍伐17棵樹，減少使用1噸紙張，便可以減少砍伐17棵樹。

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延伸閱讀：從數學到環保，一探諾貝爾獎外的九大卓越獎項
https://technews.tw/2024/10/09/some-scientists-may-never-win-a-nobel-but-they-still-deserve-big-prizes/ 

來源網址 : 環保中的數學星島教室 | 星島頭條 https://www.stheadline.com/learning/3441535/