在一篇發表於《iScience》的新論文中，復旦大學天體物理學家白明（Cosimo Bambi）提出一個大膽的構想：發射奈米探測器前往距離地球約 20 至 25 光年的黑洞，進行跨世紀的實驗，以檢驗強重力場下的物理定律與廣義相對論的極限。

黑洞擁有宇宙中最強大的引力場，是測試愛因斯坦理論的理想實驗室。雖然目前人類的技術遠不足以執行這類任務，但白明指出，在未來 20 至 30 年內，相關科技的進展可能使這項「看似瘋狂」的計畫逐漸成為現實。

目前已知距離地球最近的黑洞是 2022 年發現的「Gaia BH1」，距離約 1560 光年。不過理論推算顯示，可能在僅 20 至 25 光年的範圍內就存在隱藏的黑洞。由於黑洞本身不發光，也不反射光，傳統望遠鏡難以直接探測，科學家只能透過觀測其對鄰近恆星的影響或光線的扭曲來推斷。不過，隨著新方法不斷發展，未來十年內找到更近黑洞的可能性並非遙不可及。

利用雷射推壓　可達1/3光速

找到目標後，另一個難題是如何抵達。傳統火箭無法勝任，白明提出「奈米探測器」方案：僅克重的晶片與光帆組成的小型探測器，利用地面雷射的光壓推進，可達光速的三分之一。這樣的速度可望在 70 年內抵達 20 光年外的黑洞，再加上 20 年的數據傳回時間，整個任務約需 80 至 100 年。

若能成功，這將是人類首次在黑洞附近進行實驗，可能回答一些最深刻的物理問題：黑洞是否真的擁有事件視界？物理定律在極端重力下是否改變？廣義相對論是否依然成立？

白明承認，目前僅雷射系統的造價就約一兆歐元，而奈米探測器的製造技術也尚不存在。但他指出，科技發展可能在數十年內大幅降低成本。「一個世紀前，沒人相信能探測到微弱的重力波，如今我們做到了；五十年前，黑洞的影像仍屬科幻，現在我們已有照片。」

這項提案或許遙遠，但它象徵人類探索宇宙極限的雄心，以及科學從不斷突破到實現的可能性。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Cosimo Bambi(CC BY 4.0) 

圖片來源：iScience (CC BY 4.0) 

參考論文：
1、An interstellar mission to test astrophysical black holesiScience

延伸閱讀：
1、發現宇宙最巨黑洞　質量達360億太陽質量、刷新天文紀錄

<p>The post 奈米探測器飛向黑洞？科學家提構想挑戰極端重力謎題 first appeared on 明日科學.</p>

科學家們常說，偉大的突破往往誕生於耐心與好奇心的交會點。芝加哥大學最新的研究正是如此──他們研發出一種全新的「蛋白質量子位元」（protein-based qubits），將量子科技帶入生命體內，開啟了「量子生物學」的新篇章。

目前最靈敏的量子感測器，多半來自鑽石內部的缺陷中心（NV centers），這些裝置能夠偵測極其微弱的磁場或溫度變化。然而，它們只能在嚴格控制的環境下工作，離在真實生物體內即時觀測的夢想仍有距離。相較之下，這些新穎的蛋白質量子位元雖然靈敏度尚未能與鑽石抗衡，但卻能「基因編碼」進活細胞中，成為一種天然的量子探針。也就是說，未來我們或許能透過它，直接在細胞裡觀察蛋白質如何折疊、酵素如何催化，甚至捕捉到疾病在最初分子層面的蛛絲馬跡。

量子物理與生物學邊界正逐漸消失

研究負責人 David Awschalom 強調，這項成果並非一蹴可幾，而是來自學生們在實驗一度陷入困境時仍不放棄的毅力。「正是他們敢於冒險、持續嘗試，即便長時間看不到結果，也願意往前推進，才讓這個艱難的計畫得以成功。」他說。

合作者 Soloway 則用更具想像力的語言來形容：「我們正進入一個量子物理與生物學邊界逐漸消融的時代，而真正具有顛覆性的科學，就將誕生於這片交界。」

這意味著，量子科技的應用不再只是高速運算或安全通訊的代名詞，它還可能徹底改變醫學與生物學的未來。例如，若能在活體內即時監測疾病的分子動態，臨床醫學將能提早發現病變；同時，對基礎科學而言，這也讓人類第一次有機會在量子層級上「看見」生命的運作。

換句話說，這不僅是一個技術突破，更是一扇全新的窗，讓我們窺見生命與量子世界之間那未被探索的奧秘。這或許是量子科技最迷人也最出乎意料的發展方向之一。研究刊登在最新一期的《Nature》。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Jason Smith(CC BY 4.0) 

圖片來源：Nature (CC BY 4.0) 

參考論文：
1、A fluorescent-protein spin qubitNature

延伸閱讀：
1、史上首顆「反物質量子位元」誕生　CERN實驗刷新基礎物理新頁

<p>The post 蛋白質量子位元誕生：打開觀察生命量子世界的新窗口 first appeared on 明日科學.</p>

天文學家最新研究指出，人類在太空的深空通訊，無意間可能已經成為外星文明監聽的「燈塔」。美國賓州州立大學與 NASA 噴射推進實驗室的團隊，分析了過去 20 年 NASA 深空通訊網（DSN）的上行傳輸紀錄，發現這些強大的無線電波主要集中在黃道面方向，也就是地球繞太陽公轉的平面，並且大多針對火星、其他行星以及日地拉格朗日點的太空望遠鏡發送。這些模式意味著，如果外星智慧生命恰好位於能觀測地球與火星對齊的區域，他們接收到地球信號的機率高達 77%，遠遠超過隨機位置。

研究指出，人類深空通訊的強度可在約 23 光年範圍內被類似我們的望遠鏡偵測到。換句話說，鄰近的恆星系統若處於合適角度，理論上已經能「偷聽」到我們對火星探測器或深空望遠鏡的指令。團隊強調，這些溢出的訊號雖非刻意傳送，但卻提供外星觀測者潛在的「技術特徵」（technosignature）線索。

收到地球信號機率高達 77%

因此，若要提升人類尋找外星文明的效率，天文學家建議應把搜尋重點放在系外行星與其母恆星對齊時的觀測，就像我們偵測行星凌星（transit）的方式。隨著 NASA 的南希·葛瑞斯·羅曼太空望遠鏡即將發射，預期能發現十萬顆以上新的系外行星，屆時搜尋的潛在範圍將大幅擴展。研究也指出，因太陽系行星大多在同一平面上運行，外星文明若觀測到與此相似的系統，偵測到我們訊號的機率更高。

研究作者總結，人類的星際旅程仍在起步階段，隨著更多太空探測任務展開，地球對外的無線電訊號只會愈來愈多。若我們以自身的發射模式作為參考，將有助於外星生命搜尋計畫（SETI）在浩瀚宇宙中更有效鎖定目標。這項成果已發表於《天體物理學期刊通訊》（Astrophysical Journal Letters）。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Gemini AI(CC BY 4.0) 

圖片來源：Astrophysical Journal Letters (CC BY 4.0) 

參考論文：
1、Detecting Extraterrestrial Civilizations that Employ an Earth-level Deep Space Network

Astrophysical Journal Letters

延伸閱讀：
1、地球正在對外星文明『自曝身分』？天文學家揭露全球雷達洩漏可偵測訊號

<p>The post 地球通訊成外星「燈塔」 與火星對齊時最易被監聽 first appeared on 明日科學.</p>

你可能聽過「天下沒有白吃的午餐」，物理學家也有一句老話：「熱機的效率不可能超過卡諾極限(Carnot limit)」。這條由法國科學家 Sadi Carnot 在 1824 年立下的規矩，兩百年來被奉為鐵律。但現在，有研究團隊大膽提出：也許我們的午餐真的能「白吃」一回。

這項發表在《Physical Review Letters》的研究，介紹了一台被暱稱為「賭博式卡諾引擎」的新型熱機。顧名思義，這台引擎玩的是一種「資訊博弈」：它利用一個微小的膠體粒子（想像一顆泡在水裡的塑膠小球），再加上來自「麥克斯威惡魔」的幫忙──這個惡魔並非真的長角，而是高速監測粒子位置的雷射與電腦。當粒子因熱運動晃到某個「幸運位置」時，惡魔立刻喊「ALL IN！」，迅速跳過原本耗能的壓縮過程，讓引擎近乎零成本完成工作。

把蒐集資訊的能量算進去依然符合總帳

這種機制和賭場黑傑克頗像：有好牌就押、沒把握就跳過。長期下來，引擎的效率竟能超過卡諾極限，理論上甚至逼近 100%。聽起來像作弊？研究人員解釋：其實並沒有違背熱力學。因為當你把「蒐集與抹除資訊」的能量消耗也算進去，總帳仍舊遵守卡諾規則。只是這一次，資訊成了遊戲裡的籌碼。

這台引擎雖然目前還只存在於數學與模擬，但研究團隊強調：使用的參數都是實驗室能做到的。真正的難題是「手速」──要以每秒十萬次以上的頻率監測與反應，才抓得住粒子的隨機晃動。不然，就像賭徒出手太慢，黃金時刻一閃而逝。

如果未來真的能在實驗室成功打造，這種「賭博式引擎」或許能啟發奈米機器、分子引擎的新設計。兩百年前卡諾定律樹立了熱力學的金科玉律，而如今，科學家們像老練的玩家一樣，試著在規則邊緣找到新玩法。看來，就連宇宙最嚴肅的法則，也難逃一場精心算計的「科學博弈」。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Édgar Roldán BY 4.0) 

圖片來源：Physical Review Letters(CC BY 4.0) 

參考論文：
1、Gambling Carnot EnginePhysical Review Letters

延伸閱讀：
1、物理學家藉由重新定義「熵」解決「量子力學」與「熱力學」的矛盾

<p>The post 科學家打造「賭博式引擎」：熱力學老規矩，也許要重寫了？ first appeared on 明日科學.</p>

美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）團隊近日在《Nature》發表突破性研究，成功開發出一種幾乎零耗能的生成式人工智慧（AI）影像系統，有望大幅降低當前生成式 AI 對能源與運算資源的龐大需求。隨著生成式 AI 廣泛應用於藝術創作、程式設計、藥物研發乃至日常溝通，能耗問題日益凸顯，這項新技術提供了一條全新的節能道路。

傳統的 AI 影像生成器仰賴「擴散模型」運作：演算法先將訓練影像逐步加入雜訊，直到畫面完全消失；生成時再從「隨機雜訊」逐步去除干擾，最終還原成所需的影像。雖然效果卓越，但每一次生成都需要龐大的運算資源，若要製作數億張影像，能耗與時間成本極高。

以「光學」取代「數位運算」 省掉數百萬次運算

UCLA 團隊提出的創新之處在於以「光學」取代「數位運算」。研究人員先透過數位編碼器產生初始雜訊，再利用液晶空間光調制器（SLM）將雜訊圖案刻印到雷射光束上，最後通過第二個解碼 SLM 將其直接轉換為完整影像。換言之，原本需要數百萬次數值運算的過程，如今可由光的傳輸與調制即時完成，能耗幾乎可以忽略不計。

研究團隊測試了多種題材，包括名人照片、蝴蝶圖像以及梵谷風格的彩色畫作，結果顯示成品效果與傳統數位生成器相當，但所需能量遠遠更低。第一作者陳世琦指出：「我們的光學生成模型能以極低能耗合成無數影像，為數位 AI 提供一種可擴展、環保的替代方案。」

這項技術的潛在應用十分廣泛，不僅能降低 AI 內容創作的碳足跡，還可能被應用於虛擬實境與擴增實境裝置，即時生成影像與影片，甚至整合進智慧型手機或穿戴式電子產品，如 AI 眼鏡。由於速度快且耗能低，它為生成式 AI 的普及帶來嶄新契機。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：NatureBY 4.0) 

圖片來源：Nature(CC BY 4.0) 

參考論文：
1、Optical generative modelsNature

延伸閱讀：
1、日本研究團隊研發新技術，高效將二氧化碳轉化為燃料

<p>The post 幾乎零耗能！UCLA團隊開發光學生成AI，媲美傳統擴散模型 first appeared on 明日科學.</p>

光纖是全球數據通訊的「高速公路」，但傳統石英玻璃光纖雖經過數十年的優化，仍有先天限制：訊號在傳輸過程中會逐漸衰減。一般來說，當光纖訊號傳輸約 20 公里後，便會有一半光線流失，必須依靠光學放大器來補強，才能繼續進行跨洲或海底電纜的長距離傳輸。雖然降低訊號損失的方法已有進展，但通常只能針對特定波長範圍，限制了可承載的數據容量，成為數十年來光纖通訊的瓶頸。

南安普敦大學 Francesco Poletti 團隊近日開發出一種全新設計的光纖，有別於傳統實心玻璃核心，他們在纖芯處引入「中空氣核」，並以精細排列的石英玻璃薄環構成微結構，精準引導光線傳輸。這種「微結構中空光纖」在實驗中展現驚人成效：在常用的通訊波長下，每公里的光學損耗僅 0.091 分貝，意味著訊號在需要增幅前可比現有光纖多傳輸約五成距離。

新光纖能傳得更快 傳超出5成距離

更重要的是，新光纖展現了前所未見的寬廣傳輸視窗，代表能同時容納更多不同波長的光訊號，以減少失真並提升資料傳輸量。這對因應未來網際網路、雲端運算、人工智慧和物聯網等龐大數據需求，具有突破性意義。研究團隊指出，若進一步增加中空核心直徑並減少吸收性氣體的殘留，光學損耗還能再降低。

研究作者表示，隨著量產技術、結構精準度和純淨度的提升，這類中空微結構光纖有望成為下一代的關鍵導光技術，為光纖通訊帶來革命性飛躍。這不僅有助於提升跨洲際通訊與海底電纜的效率，也可能在資料中心、高速交易及新興的量子網路應用中發揮關鍵作用。這項成果已刊登於《自然光子學》（Nature Photonics），為未來全球資訊傳輸的基礎設施開啟了新篇章。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Gemini AI(CC BY 4.0) 

圖片來源:Nature Photonics(CC BY 4.0) 

參考論文：
1、Broadband optical fibre with an attenuation lower than 0.1 decibel per kilometreNature Photonics

延伸閱讀：
1、聽！光纖線竟成蟬聲捕手：高科技揭秘自然界的交響曲

<p>The post 中空氣核光纖問世　傳輸距離延長五成 first appeared on 明日科學.</p>

韓國蔚山科學技術院（UNIST）團隊近期開發出全球首個高效能 n 型固態熱電化學電池（thermogalvanic cell, TG cell），能夠僅靠人體熱量驅動電子裝置，為電池自由的穿戴式裝置與物聯網感測器商轉開啟新契機。研究成果已發表於《Energy & Environmental Science》。

熱電化學電池能將溫差轉換成電能，例如人體約 36℃ 與周遭空氣 20–25℃ 之間的差異。但由於溫差有限，傳統系統難以輸出足夠電力，無法支援實際應用。UNIST 團隊突破關鍵瓶頸，設計出可在固態環境中維持高離子遷移率的電解質，大幅提升電流輸出與電壓。

核心材料為導電高分子 PEDOT:PSS 與 Fe(ClO₄)₂/₃ 氧化還原對。聚合物中帶負電的磺酸根（–SO₃⁻）能與 Fe²⁺/Fe³⁺ 穩定結合，提供結構支撐，而 ClO₄⁻ 離子則自由移動，強化熱擴散效應並提升發電效能。該電池展現 –40.05 mV/K 的 Seebeck 係數，比傳統 n 型元件高出約五倍，並在 50 次充放電循環後仍維持穩定表現。

熱擴散效應協同作用，有效提升固態熱電化學輸出

研究團隊透過「模組化堆疊」方式將單元串聯：100 顆電池可輸出約 1.5 伏特，等同 AA 電池電壓；16 個模組即可驅動 LED 燈、電子鐘與溫濕度感測器。由於設計完全固態化，不僅避免液態電解質洩漏風險，還兼具安全性與可攜性。

首席研究員張成淵教授指出，這項成果為低溫廢熱能量回收與柔性能源轉換裝置樹立新里程碑。未來，這種自供能方案有望成為穿戴式電子與自主 IoT 裝置的核心電源，僅需依靠人體熱量即可運行，展現可持續能源技術的巨大潛力。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：Energy & Environmental Science(CC BY 4.0) 

圖片來源：Energy & Environmental Science(CC BY 4.0) 

參考論文：
1、Solid-state n-type thermodiffusion-assisted thermogalvanic cells with unprecedented thermal energy conversionEnergy & Environmental Science

延伸閱讀：
1、電力新時代：科學家打造能經歷300次循環而仍保有90%壽命的固態電解質

<p>The post UNIST開發高效固態熱電池，體溫即可取代AA電池 first appeared on 明日科學.</p>

數位發展部昨（23）日舉辦「用程式創造城市－成果發表會暨交流座談會」，發表本年度「公民科技試驗場域」階段性成果。數發部今年成功媒合桃園、高雄、臺南與臺東四縣市政府與公民科技團隊，針對「兒童早期療育」、「運動生活圈」、「災防啟動系統」與「消防行政流程」四大民生議題，完成實驗型概念性驗證。透過公私協力導入數位工具，不僅優化服務設計與資訊透明度，更具體實現以「人本數位」導向的公共治理新模式。

數發部侯宜秀次長指出，公民科技不僅展現了臺灣社會與科技結合的實力，更讓公民從需求的提出者轉變為「問題的解決者」。她強調，試驗場域的核心價值在於「彌補需求發想與正式專案間的落差」，透過小規模的概念驗證，及早辨識可能的執行限制與風險，作為後續方案規劃與落地推動之參考。侯次長進一步表示，面對AI時代技術快速更迭，系統開發可導入「敏捷式開發」思維，在試驗期間隨時因應技術變化調整方向，提高專案成熟度。此外，侯次長特別說明相關成果將堅持「開源精神」，這不僅是為了專案延續，更能讓開發者藉此學習與創新，使數位建設成為可擴散的公共資產。

數發部指出，目前驗證成果雖為系統雛型，但已為後續地方政府服務奠定良好基礎。未來將持續推動跨域協作機制，並依循開源原則釋出程式碼與設計成果，建立「問題解方資料庫」。這不僅能降低其他縣市導入類似系統的門檻，擴大政策可複製性，也將持續配合地方實務流程與使用者反饋進行優化，推動臺灣邁向開放、韌性與包容的智慧社會。

http://www.tomorrowsci.com

首圖來源：數位發展部

圖片來源：數位發展部

延伸閱讀：
1、2025全國公民科技試驗場域決選揭曉——智慧治理與數位創新的新起點

<p>The post 數發部攜手四縣市展現「公民科技試驗場域」成果聚焦早療、災防四大民生痛點 first appeared on 明日科學.</p>

优化令人惊喜

意外出色的箱庭关卡设计

流淌着《生化危机》和《鬼泣》血脉的僵尸 Stylish Action

《极限竞速：地平线 6》将带来游戏史上规模最大内容最密集的东京

带给游戏更丰富、更具深度的体验

在“太阳”的照耀下