用於揭示科學奧秘的 10 種驚人新技術

與舊技術相關的新技術和創新正在以前所未有的方式解開科學之謎。這些革命性的新技術使人們可以前所未有地洞察自然世界。

無論是揭示了數十億光年外的一個晦澀難懂的星系，還是來自數千年前的神秘資訊，這些開創性的方法都改變了各自領域的遊戲規則。

10使用 Wi-Fi 拍攝隱藏空間

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研究人員想要“透過Wi-Fi 的眼睛”看世界，所以他們在一個封閉的房間裡放置了一個鋁箔製成的十字架、一個 Wi-Fi 發射器和兩個接收器（一個固定的，一個移動的）。他們記錄了從十字架反射的 Wi-Fi 波，以在全息圖中對其影象進行 3D 編碼。

即使接收器被放置在外面，這項技術最終也可以揭示封閉結構的內部，這對被困在雪下或倒塌建築物中的受害者具有挽救生命的後果。或者，在 5-10 年內，Wi-Fi 監控可用於組織和監督充滿機器人工人的工廠。

9使用 AI 以 1000 萬倍的速度揭示隱藏的太空場景

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像星系團這樣足夠大的物體可以彎曲它們周圍的光線，從而顯示和放大它們背後的物體。

“讀取”單個鏡頭可能需要數月的工作，並且需要在實際影象和大量計算機模擬之間進行許多繁瑣的比較。但是神經網路或基於

生物學

的人工大腦可以將這些鏡頭的解碼速度提高 1000 萬倍——只需幾秒鐘而不是幾個月。

科學家

們為上述人工智慧提供了 50 萬張模擬影象，並針對哈勃影象對其進行了測試。人工智慧證明自己與傳統分析一樣準確，但時間很短。這項技術將以前所未有的方式開啟宇宙，從下一代天文臺和望遠鏡湧入前所未有的大量資料。

8用中子束透視固體物體

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一種全新的成像技術透過用聚焦的中子束撞擊固體物體來穿透固體物體。

新技術使用矽晶片來分裂和重定向中子束，而不是傳統的透鏡。波浪撞擊物體並相互彈射，產生干涉圖案。

與其他方法不同，這種革命性的中子干涉測量法可以放大和縮小以檢測非常小和非常非常小的物體，範圍從 1 奈米到 10 微米。中子干涉測量法以前是對其他成像工作的補充，但這一進步可能會使其成為獨特的“主菜”選項。

7將（死）動物透明化以窺見隱藏的生物學

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一種名為 uDISCO（溶劑清除器官的終極 3-D 成像）的成像技術使死去的動物變得透明，以揭示生物學的內部運作。

科學家將動物浸泡在脫水溶劑中，以去除水分和脂肪，使標本縮小 65% 並有效地將其變成半透明的

木乃伊

。

它不會像以前的技術那樣破壞齧齒動物體內工程化的熒光蛋白，因此一旦動物被透明化，科學家就可以觀察這些標記。他們希望有一天能用它來繪製人類大腦的地圖，這一壯舉用傳統方法需要 1000 年才能完成。

6使用鐳射繪製整個國家的地圖

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整個英格蘭正在透過航空鐳射或 LiDAR 進行測繪，該技術已經掃描了該國 75% 的地區。從上方，研究人員每秒向景觀發射一百萬個光波脈衝，根據光波的返回時間構建 3D 地形圖。

它最初是為了繪製不斷變化的海岸線的地圖。但作為一個額外的好處，它揭示了四條羅馬道路，它們在現代地形下無形地蜿蜒曲折。

作為雙重獎勵，它可以透過快速檢測景觀變化並允許當局逮捕傾銷者來破壞每年 10 億英鎊的非法傾倒垃圾。

5新的 X 射線方法照亮隱形藝術

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研究人員可以透過一層層的油漆，揭示一些世界上最著名的傑作背後的秘密。

它始於畢加索 1902 年的油畫La Misereuse accroupie，即蹲下的乞丐。從油的裂縫之間露出的奇怪顏色和紋理與表面層不匹配。所以科學家們向它發射不同波長的光，因為油對某些波長是透明的。他們證實了 1992 年的一項研究，該研究在畢加索的乞丐腳下發現了另一位藝術家的風景。

然後 X 射線分析揭示了一個全新的特徵，即女性的手（被長袍遮住了）正抓著一塊麵包。毫無疑問，現在科學家們可以在博物館等場所使用這種方法，更多的啟示將會隨之而來。

4檢測生活中的 CTE 和腦損傷

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有史以來第一次，研究人員證實了在活體患者中檢測到慢性創傷性腦病 （CTE）。

該患者與其他 13 名前 NFL運動員一起接受了腦部掃描。他們發現了一種叫做 tau 的蛋白質，它可以抑制受損細胞並遷移到大腦中，殺死神經元。

2015 年，研究中的一名退役球員，即前明尼蘇達維京人隊線衛弗雷德·麥克尼爾去世。屍檢證實，麥克尼爾患有 CTE 以及 ALS，或 Lou Gehrig 病。

如果得到驗證，這種技術不僅對前運動員有益，而且對更多人有益。例如，它還可以透過檢測暴露於爆炸衝擊力計程車兵的大腦異常情況來使軍隊受益。

3用筆暴露癌細胞

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治療癌症最棘手的部分之一是確保在手術過程中去除所有不需要的細胞。現在，一種新的類似筆的裝置掃描潛在感染區域的速度比當前方法快 150 倍。

在對 253 名患者的概念驗證測試中，“MasSpec pen”以 96% 的準確率檢測到癌組織，並且僅在 10 秒內完成。

筆釋放一滴水到可疑組織，然後將其驅動到質譜儀以檢測由癌細胞產生的指示器廢產物，即使指定其亞型。

如果獲准廣泛使用，MasSpec Pen 將提供更快、更精確和更安全的手術。

2用粒子加速器窺視木乃伊內部

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多虧了阿貢國家實驗室的高階光子源，一種粒子加速器，研究人員現在可以在不損壞木乃伊的情況下觀察木乃伊內部。

科學家們有史以來第一次對 Hibbard 木乃伊進行了高能 X 射線訓練，這是一個可以追溯到公元一世紀末的五歲埃及女孩。

選擇希巴德木乃伊是因為它完整的“木乃伊肖像”，一個木製面板，上面畫著孩子的肖像。研究人員在沒有擾亂脆性材料的情況下，透過它的裹屍布看到了無法解釋的物體，例如女孩牙齒中的電線，頭骨中一個奇怪的碗狀物體，以及包裹在女孩腹部的某種小石頭狀物品。

1用新穎的 X 射線技術展開古代卷軸

龐貝並不是唯一一個被維蘇威火山著名的火山噴發掩埋的城鎮：小赫庫蘭尼姆也被熾熱的火山灰和熔岩所淹沒。

赫庫蘭尼姆的傳奇卷軸也是世界上現存最古老的古典圖書館的一部分。不幸的是，它們在超過 260 攝氏度（500 華氏度）的溫度下變脆了。最近，儘管其中一幅卷軸被埋葬了 2000 年，並且經歷了火山灰浴，但科學家們還是能夠讀到其中的字母。

科學家們分析了 X 射線穿過不同材料時的失真。就像卷軸上的字母一樣，它沒有滲入紙莎草紙，而是以驚人的微小的十分之一毫米保持浮雕，剛好足以被發現。