【明報專訊】在高空俯瞰香港盡是萬家燈火，滿目五光十色的夜景，令香港享「東方之珠」美名。不過，這一種美麗是要付上代價的，「東方之珠」璀璨的光芒背後，是遲未解決的光污染問題。自從港鐵車廂照明從偏暗黃的熒光燈管，換成中性白色LED燈管，車廂亮堂了許多，這倒讓香港大學物理學系首席講師潘振聲想起，曾有學生比較過室外日光和車廂燈光的亮度，發現後者高出很多倍，「其實我們是否需要不停將室內變得更光呢？」額外燈光會否造成白天的光污染？潘認為這是社會值得討論的問題，特別是光污染會影響人類健康。他自2003年研究光污染，近兩年始與港大研究團隊開發人工智能（AI）演算法，分析光害源頭和類型。
接觸藍光 或影響生理時鐘
記者甫坐下，潘振聲先向記者「告解」，說他把辦公室的燈都開了，「我現在也犯了錯，因為白天不用太光亮，但做訪問想着光一點較好，實際上我不會開（這麼多燈）」，他隨即想到上月22日關注能源消耗、回應全球暖化議題的「地球一小時」——關燈一小時的活動，他心想「關了這麼多燈，天會否暗下來？」
潘當日特意到灣仔碼頭觀察，看着維港兩岸燈光逐一熄滅，夜空的星星頓時從幾顆變成幾十顆，「並非星星突然變多了，其實星星一直都在，這片星空是不變的，是我們的環境變了而已。」
從鑽木生火到用LED光管照明，人類對光的需求從未減卻。LED，全稱發光二極體（Light Emitting Diode），是一種將電轉化為光能的固態照明。市面上大多白光LED燈其實是藍光LED混合了黃色熒光粉，潘振聲說人的雙眼對藍光「有較強生理反應」，藍光會抑制人體分泌褪黑激素（melatonin），而褪黑激素幫助人類調節生理時鐘（circadian rhythm），故接觸藍光或會影響睡眠，亦會令眼睛疲勞。
人的眼睛能適應白天和黑夜，雖說黑夜開燈才能視野清晰，但假如我們習慣黑暗中有強光，或影響我們對晝夜轉變的判斷。隨年紀增長，人類的感光細胞和控制瞳孔大小的肌肉漸漸退化，「對光的變化更敏感，反應更慢」，長者尤其需要更多時間適應光線變化。潘又留意到好些行人天橋，每兩三呎擺一盞燈，「真的好誇張」，潘振聲雖沒特意研究，但他相信這些燈光比日照還亮，「本身燈光只是在晚上代替日光的，但它比日光亮出10倍，從暗黑的地方來的人便更難適應（光暗環境轉換）」。
北歐一些國家在部分月份會經歷永夜，有研究發現受日照愈少的地方，當地人愈易憂鬱，這與生理時鐘有關。為了精神健康着想，「他們會開着燈來維持自己（有規律）的作息」，譬如北挪威人會在室內增加人工照明系統，他們在家中多用電燈泡或光照治療燈，模仿日光來維持「日常感」。
室外人為燈光成光害主因
國際普遍將光污分染為白亮污染、人工白晝和彩光污染3類，白亮污染主要是城市建築物的玻璃幕牆等反射白日強烈光線後引起的，人工白晝則指城市照明如廣告燈牌在黑夜發出強光，令黑夜恍如白晝，而彩光污染是紫外線燈、光管和射燈造成的。
光污染是個籠統的稱呼，主要指「不適當地使用燈光」，潘振聲解釋不必要的燈光照射入住所叫「光入侵（light trespass）」、刺眼的光進入視野令眼睛不適叫「眩光（glare）」，地面燈光射上天後被大氣中的雲或微粒反射回地面的叫「天空輝光（skyglow）」，這3種是我們日常較易感受到的光污染。
港大物理學系「香港夜空光度監測網絡」研究團隊自2010年5月起測量各區光污染情况，2013年曾發現尖沙嘴區充斥大量燈箱廣告招牌和往天空照射的泛光燈，區內香港太空館於晚上8時半至11時的夜空光度較國際天文學聯合會釐定的非人為光污染夜空光度標準高逾1000倍；當地面的燈陸續關掉，夜空光度便遞減，譬如他們的太空館監測站每晚11時至凌晨1時錄得的數字會大幅度下跌。
幾年前潘振聲走在尖沙嘴廣東道，「那時生意很好，（商舖燈光）真的很光亮，比白天還亮」，他行經只覺那些眩光很扎眼。新冠疫情爆發時，商店提早關門，他則見到旺角有些廣告招牌「一早熄了」，全港多處整體看上去「夜空光度稍微低一點」。不過最近一年半，他再見個別地區的夜空光度回升，這更印證室外的人為燈光是光污染的主要源頭。
鼓勵市民拍照作數據 研AI分析夜景光源
那些人為燈光從何而來？香港街頭看到的燈有好多種，有LED燈、霓虹燈和高壓鈉燈等，潘振聲說單靠衛星或測光儀，無法判斷眼前燈光的構成「LED佔多少，高壓鈉燈又佔多少，到底光來自哪裏」。潘續說目前對香港燈光使用的了解，主要看機電工程署的用電數據，當中卻沒列明燈的類型。
潘振聲與研究團隊一直用衛星拍攝香港夜空圖，影像解析度由1米至1公里不等，高像素的衛星圖片能仔細分析各區情况，「真的能看到旺角每條街的燈光」。但相片再高質也好，最終也只能辨出代表該區「所有光的總和」的一個光點，無法逐束光區分，潘便反思：「很多燈光射上天，天很亮，我們測了光，卻仍是沒解決最根本的問題，到底是哪些燈射上天的呢？」
要分析光源有好多方法，最直接莫過於實地考察，拍下夜間的街道，再用儀器分析，但成本高、費時又費力，潘與研究團隊便自行研發了AI演算法來檢測、分類和量化光源，從海量數據中深度學習，透過零樣本目標檢測和圖像理解等AI技術，區分出相中的物件與背景，識別出相片光源類別「是車頭燈還是廣告招牌」。雖有聘請兼職人員和學生協助，但無奈主要研究人員只有4至5人，可實地蒐集的燈光數據有限，潘表示他們的本地資料庫存不多，要用外地公開的燈光數據訓練其AI模型。他們便探索從「公民科學（citizen science）」的方向入手，鼓勵市民拍下住所附近，或者街頭燈光夜景，上載到他們的網站作光污染分析，亦有助他們擴大其研究的覆蓋範圍。
AI發展蓬勃、應用廣泛，但原來用AI分析光污染不易，「用AI本身都要建基於別人的成果上，沒人能由零開始做，這樣成本太貴了，幸而社會現時大量投資AI發展，有不同軟件可用」，潘振聲續說有不少程式能分析日照下的相片，「但晚上的沒有」，這就好比Google Maps的街景服務通常只看到白天的街道相片，那麼他的團隊便要以此為基礎研發能分析夜景燈光的AI演算法。
潘振聲坦言他們的AI演算法仍是「初學者」，有時或未能識別出相片中重疊的物件，又或是只認出燈箱廣告上的食物圖，「辨認出壽司和火鍋」而非燈光，讓潘哭笑不得，只能繼續訓練和調整演算法。香港有空氣質素健康指數和空氣質素指數，潘期望日後可以開發光污染指數，反映各區光污染情况。
反思AI造成環境問題
倘日後蒐集到更多燈光相片，並想利用AI演算法更進一步分析影片中的街景光源，運行系統的電腦容量和耗電量隨之增加，研究團隊便要考慮升級硬件，「電腦會好熱，熱就要降溫，既要用錢，又要用電」，例如液體冷卻（liquid cooling）用電又用水。摩根士丹利的研究顯示生成式AI的發展或使全球資料中心的溫室氣體（GHG）排放量在2030年前增加三倍。潘振聲認為AI造成的環境問題須深思，「我們用一個方法解決一個問題，沒想到會製造更多新問題，但我從來都認為光污染比其他環境污染更容易解決，只視乎我們是否願意提早關燈，或者使用亮度較低的燈」。
嘆光污染不受注重 籲減少室外照明
比起潘振聲最初研究光污染的2009年，潘說近幾年香港的光污染情况有改善，潘憶述2009至2012那幾年狀况很誇張，稱「每幢大廈的樓頂都有一個超光的燈牌，想用最光的燈去顯示其（廣告）信息」。潘原本專研天文學，大約2003年認識了一班香港天文愛好者，聽他們說香港的光污染問題嚴重，潘便想着能否以科學方法測量光污染嚴重程度，便開展光污染研究。
「香港光污染問題一直不太受注重」，潘猶記得他初時研究光污染時，接受媒體訪問，「第一個問題都是香港不是東方之珠嗎？」他曾被質疑為何要提倡減少室外照明。「小時候不懂得珍惜，不曾想漫天星辰並非必然」，除了光污染影響星星的能見度，星星本身也有死亡的一天，只是它的壽命比人類長得多，人類鮮有機會見證它的隕落。
從年月日的時間概念到辨清海上航行的方向等，潘振聲說星星對人類文明有很大影響，不過大部分孩子在其成長過程中，「都沒怎麼看過天空，不是因為他們低頭用電話，而是天空已沒什麼可看的」。
