近日，在美國俄亥俄州立大學進行的一次絕熱實驗中，意外的發現促使研究員進行了有別以往的探索，進而提出一種新方法來解釋原子行為，產生了比以往任何一次都要清晰的核磁共振影像。這一成果的應用性，體現在獲取複雜生物分子的更精確影像，推進可擕式核磁共振成像儀的誕生。更重要的是，這次背離以往經驗做法的行為導致了全新科學論調的產生。
關於MRI與原子特性
核磁共振成像（MRI）利用核磁共振原理，依據所釋放的能量在物質內部不同結構環境中的差异性衰减，通過外加梯度磁場檢測所發射出的電磁波，即可得知構成這一物體原子核的位置和種類，據此繪製出物體內部結構圖。
通往核磁共振成像科技的道路，一直伴隨著對原子特性的探索。核磁共振中的“核”指的即是氫原子核，原子核帶正電並有自旋運動，其自旋必將產生磁矩，這是核磁共振成像的數學運算基礎，囙此，核磁共振成像也被稱為自旋成像。
人體約70%都是由水組成，核磁共振成像便可依賴於水中的氫原子，以非入侵性管道探測液體和固體的微觀構造及相互作用，因而這是一項能用於人體內部成像的革命性醫學手段。現時的核磁共振科技已能在不損傷細胞的前提下，直接探究溶液和活細胞中相對分子質量較小（20000道爾頓以下）的蛋白質、核酸以及其他分子的結構。
意外的發現
然而，在以往對複雜物體成像時，核磁共振圖片還存在著令人不滿意之處———例如對人體大腦的成像。當把腦體置於磁場中時，以適當的電磁波照射，產生共振並分析所釋放的電磁波，就可以得到腦體內部原子核相關情况。但當原子之間發生反方向運動時，其最終成像會被抵消，圖片會表現為在細節上有所缺失。
為應付這種情況，經常採取的手法是絕熱實驗，其是用絕熱快速通道來控制原子或分子的布居數和相干性的原理，對原子自旋進行嚴格控制。但美國俄亥俄州大學化學教授菲利普·葛蘭帝內提與其同事在最近一次絕熱實驗中，卻發現原子並非完全按其意願行動。
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式都無法進行，甚至產生了實驗與理論之間的巨大差异。研究員隨即綜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衝突之處，即便其中很多實驗看似運行正常且最後匯出了良好結果，原子仍會處於一種脫控的狀態。資料還顯示，既往的科學文獻只是描述出了這一現象，從未有一例關於其緣由的探尋。
遵循與逆轉
當時，研究人員尚不能解釋構成這一差异的真正原因，學界更多的人傾向於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，而這並不是孰强孰弱的問題，其僅關乎於實驗步驟中絕熱程式的優化管道。
謎底在隨後的研究中浮出水面：原子的這種行為或許並不應稱之為失控，而是朝著一個可預見的管道———即量子力學中稱之為“超絕熱”的管道發展。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範疇，原子也處於絕熱管道裏，這就是為何許多看似衝突的實驗卻運行正常。
在最近一期《化學物理》雜誌線上版上，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，可以合併入軟件中，進而控制核磁共振成像的量測，顯著提高圖片的分辯率。而其成果不僅限於得到複雜的生物分子的更精確影像，或許在不久之後，它亦能幫助獲取磁場之外物體的訊號。
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後，往往有著墨守成規的理論或程式，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。