國際視點:科學拒絕“例行公事”---失控原子對核磁共振成像影響背離以往經驗
2008-12-22 來源:科技日報
研究人員起先不以為意,仍嚴格按照理論描述的方法進行,但隨著實驗步驟的加深,即使是磁共振中最簡單的絕熱程序都無法進行,甚至產生了實驗與理論之間的巨大差異。研究員隨即整合了幾十年來的相關資料,發現在核磁共振研究中的確存在很多相同的矛盾之處,即便其中很多實驗看似運行正常且最后導出了良好結果,原子仍會處于一種脫控的狀態。資料還顯示,既往的科學文獻只是描述出了這一現象,從未有一例關于其緣由的探尋。
遵循與逆轉
當時,研究人員尚不能解釋構成這一差異的真正原因,學界更多的人傾向于認為傳統理論的描述是極其出色的。這使他們意識到只有完全理解其中的奧妙,才能使之承認傳統理論方法的漏洞,而這并不是孰強孰弱的問題,其僅關乎于實驗步驟中絕熱程序的優化方式。
謎底在隨后的研究中浮出水面:原子的這種行為或許并不應稱之為失控,而是朝著一個可預見的方式———即量子力學中稱之為“超絕熱”的方式發展。這是20世紀80年代末才被提出的新概念,這種理論尚未被普遍接受。但其過程仍可屬絕熱范疇,原子也處于絕熱方式里,這就是為何許多看似矛盾的實驗卻運行正常。
在最近一期《化學物理》雜志在線版上,研究人員解釋了在核磁共振實驗中不能完全控制原子核行為的原因。在此之上產生的運算法則,可以合并入軟件中,進而控制核磁共振成像的測量,顯著提高圖片的分辨率。而其成果不僅限于得到復雜的生物分子的更精確圖像,或許在不久之后,它亦能幫助獲取磁場之外物體的信號。
科學原理的本身不可逆轉,但科研手段卻無需絕對遵循。一套科學實驗在進行數十年后,往往有著墨守成規的理論或程序,在某些時候這代表著經驗與效率,但在一些特殊時刻,避免“例行公事”,才不會錯過通往真知的拐點。
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(責任編輯:蔚藍)
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