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重點提要

■四維（4D）電子顯微技術可拍攝到尺寸為奈米、持續時間短至數飛秒（10-15秒）過程中的「影片」。 ■這項技術是以在精確控制的時間下拍攝的數千張個別相片，再組合成一格畫面。 ■這種技術的應用領域相當廣泛，包括材料科學、奈米科技和醫學等。

人類的視力有其極限，我們看不見比人類頭髮（直徑小於1毫米）細很多的東西，也無法分辨速度比眼睛眨動（1/10秒）還快的動作。當然，近1000年來，光學和顯微鏡技術的長足進步，讓我們得以大大超越肉眼視力的極限，看到極為細微的影像，例如病毒的顯微影像；或是子彈打穿燈泡那千分之一秒的頻閃相片。但是如果看見呈現原子樣貌的影片，通常我們可以斷定這應該是動畫、藝術家的想像圖，或是某種模擬畫面。

近10年來，我在美國加州理工學院的研究團隊開發出新的顯微技術，可顯示原子尺度、時間短至1飛秒（10-15秒）的運動。由於這項技術可同時拍攝到時間和空間，而且是以普及的電子顯微鏡為基礎，因此我將這項技術稱為四維（4D）電子顯微技術。我們以這種技術拍攝了許多現象，包括數奈米長懸臂的振動、石墨中碳原子層在受到雷射脈衝「敲擊」後的振動，以及物質的狀態改變等。另外，我們也拍攝了蛋白質和細胞的影像。