科學家展示了棉花可以作為一種電源，並從濕度中收集電力。最近的研究顯示，普通棉質布料可以轉變為一種自給自足的電力發電機，通過從空氣中的濕氣中提取能量，無論白天或夜晚均可運作。這項創新依賴於精心設計的聚合物塗層，保持離子持續流動，實現穩定的電力輸出，而無需電池或外部電源。

在這項技術中，布料被塗覆上聚吡咯（polypyrrole）和多巴胺（polydopamine），這兩種聚合物具有不同的光學和化學性質。聚吡咯在廣泛的波長範圍內強烈吸收光並有效轉化為熱能。當暴露於陽光下時，它迅速升溫，促進水的快速蒸發；而多巴胺則相對反射更多光線，水分蒸發較慢，使其能夠保留濕氣。

重要的是，研究人員僅將一半的聚吡咯處理布料塗覆上多巴胺。這種不對稱結構確保布料的一側保持相對濕潤，而另一側則不斷乾燥。最終形成的持續濕度梯度驅動著棉花微觀通道中的離子傳輸。

團隊開發了一種光熱蒸發驅動的濕度發生器（PEMG），該發生器通過原位聚合的聚吡咯和多巴胺結構的彩色薄膜來改造棉布，形成不對稱的光熱溫度梯度。研究表明，這種不對稱的光熱層不僅有效解決了由水分吸附飽和造成的持續發電不足問題，還減輕了由於過度蒸發導致的不穩定濕度梯度。

在實驗中，白色LED燈泡能持續發出穩定光線超過 24 小時。此外，PEMG（串聯六個單元）的開路電壓在平均太陽輻射強度為 1,000 W/m² 和相對濕度 43% 時達到 1.18 V，而在夜間（相對濕度 52%）則為 0.72 V。研究人員指出，設計集成PEMG單元的可穿戴系統能夠在自然條件下為電子設備提供足夠的電源。

製造過程開始於未處理的棉花浸泡在含有聚吡咯單體和其他添加劑的溶液中。聚合過程會直接在纖維上觸發，形成導電的黑色聚吡咯層，這層能夠吸收幾乎所有進入的光。接著，布料的一半被暴露於鹼性多巴胺溶液中約一天。在此過程中，多巴胺分子自組裝形成超薄膜，這一層的厚度會造成光的干涉效應，使布料呈現出類似肥皂泡的鮮豔紫色。

這一層吸收的光線顯著少於聚吡咯，從而創造出內建的熱對比。在模擬陽光下，聚吡咯的一側加熱程度大大高於多巴胺的一側。這一溫度差加速了一側的蒸發，並不斷從另一側抽取水分，維持穩定的離子流。研究人員通過將多個布料單元串聯，展示了在白天和夜晚條件下的持續運作。

這項技術對可穿戴電子產品特別有前景。當將布料縫合到背心中時，該布料在戶外活動時生成的電壓較高，因為汗水增加了周圍的濕度。收集到的能量足夠為電容器充電，供電小燈，甚至驅動無線音頻設備。機械測試顯示，彎曲、摩擦和洗滌對性能影響甚微，突顯聚合物塗層的穩定性以及其與實際使用的兼容性。

研究人員還探索了環境條件如何影響輸出。酸性濕氣顯著提高了電壓，因為質子作為有效的電荷載體。而某些溶解鹽進一步提高了性能，因為它們在聚合物–水界面上增強了電子轉移。計算分析證實，離子溶液能夠增強電荷交換，從而導致更強的電信號。通過將不對稱性整合到熱和化學性質中，這種基於棉花的系統在日常環境條件下保持自身的驅動力。與電池不同，它不需要充電，沒有剛性組件，並且不會迅速降解。

量子粒子可以協同工作以產生強大的信號，然而這些信號通常不穩定，並且幾乎瞬間消失。幾十年來，超輻射這一現象一直是該問題的鮮明例子——這是一種集體效應，許多量子粒子共同釋放能量，產生強烈的輻射爆發，但隨即消退。近期研究人員發現，這一長期存在的弱點可以轉化為優勢。在一項新研究中，科學家展示了超輻射可以持續存在，無需外部驅動，產生長壽命且高度相干的微波信號。這一發現改變了人們對量子世界的認知。

研究團隊的成員之一、位於日本沖繩科學技術大學院大學的中心主任 Kae Nemoto 表示：「我們展示了那些曾被認為會破壞量子行為的相互作用，實際上可以被利用來創造量子行為。」在這項研究中，團隊使用了填充有氮空位（NV）中心的鑽石晶體來進行超輻射。超輻射發生在許多量子粒子（如原子自旋）協同作用時，這些粒子不再獨立釋放能量，而是同步釋放，產生的信號強度遠超其單獨部分的總和。

然而，這一過程通常極快消耗能量，對於實際技術如時鐘或通信設備來說並不實用。為了探索這一限制是否可以克服，位於維也納的 TU Wien 和沖繩科學技術大學院大學的研究人員建立了一個精心設計的量子系統。他們使用了一個鑽石晶體，內含密集的氮空位中心，這些微小缺陷中氮原子與缺失的碳原子相鄰。每個 NV 中心都擁有一個電子自旋，這些自旋像微型磁鐵一樣，可以在量子狀態之間切換。

研究人員將這個鑽石放置在一個微波腔內，這種結構可以捕獲微波輻射並使其與自旋強烈互動。當自旋最初被激發時，研究人員觀察到了熟悉的現象：一個強大的超輻射微波輻射爆發。隨後，意想不到的事情發生了：系統開始產生一系列狹窄、長壽命的微波脈衝，這些信號在沒有任何外部驅動或持續能量輸入的情況下出現。

研究人員指出：「在初始的快速超輻射爆發之後，我們觀察到一系列後續的發射脈衝，並持續產生近乎連續的微波信號，持續時間可達一毫秒。」為了理解這一現象的原因，研究人員使用了大型計算機模擬。計算顯示，鑽石內部的自旋相互作用動態地重新填充了系統的能量水平。簡言之，自旋之間不斷重新分配能量，觸發新的發射。這一過程被稱為自激超輻射微波發射，意味著系統實際上能夠自我驅動。

通常引入噪音並摧毀相干性的相互作用，這次卻組織了自旋，創造出一個極為穩定且相干的微波信號。主要研究者 Wenzel Kersten 表示：「系統自我組織，從通常會摧毀的無序中產生極為相干的微波信號。」

穩定的自我持續微波信號對於原子時鐘、導航系統、雷達和通信網絡等技術至關重要。此外，「我們在這裡觀察到的原則也可以增強量子傳感器，能夠檢測磁場或電場的微小變化。這些進展可能對醫療成像、材料科學和環境監測等領域帶來好處。」TU Wien 的量子技術專家 Jörg Schmiedmayer 表示。

在更深層次上，這項工作改變了物理學家對量子相互作用的思考方式。研究顯示，複雜的自旋相互作用不再被視為不可避免的噪音來源，而是可以被設計為資源。後續研究將重點探索這一效應的普遍性，是否可以在其他量子平台上實現，以及如何精確調整和控制發射的微波。該研究已發表於《自然物理學》期刊。

人形機器人、自動駕駛車輛、智能手機、智能家居設備，甚至連日常用品如電視遙控器或咖啡機，都有一個共同的特徵：它們的核心技術大多是基於一家公司所創造的設計，這家公司就是 ARM。與大多數科技巨頭不同，ARM 並不生產實體晶片，但它已成為現代計算中最具影響力的力量之一，塑造了數十億設備的運算方式、計算能力和能源使用效率。隨著高通將基於 ARM 的處理器推入 Windows 筆記本電腦，以及 Apple 以其 M 系列晶片不斷重新定義性能期望，整個行業似乎正進入數十年來最重要的計算轉型之一。

同時，機器人、自動駕駛和人工智能等新興領域，使得能效與原始性能同樣重要。在這方面，ARM 的能力和長期的設計哲學對未來計算至關重要。ARM 的影響範圍遠比大多數人所認識的更廣。幾乎每部現代智能手機都依賴 ARM 基礎的處理器設計，而 ARM 的技術還幫助推動了汽車電子、智能家電、工業自動化系統和嵌入式設備的發展。

幾乎所有觀看科技視頻的人，手邊都有一個由 ARM 基礎晶片驅動的設備。這種主導地位並非偶然。ARM 的架構早在智能手機出現之前就已成為移動計算的基礎，而這一早期的立足點塑造了軟件生態系統的演變。隨著操作系統和應用程序專門為 ARM 處理器構建，形成了強大的反饋迴路。更多的設備帶來更多的開發者，進而加強了 ARM 的核心角色。

處理器的基本功能是執行指令以完成任務。最重要的處理器是中央處理單元（CPU），負責運行操作系統和應用程序。儘管當前的 CPU 看起來複雜無比，但其基本行為卻相當簡單。CPU 本質上是一個由大量電子開關組成的計算引擎，這些開關以二進制邏輯運作，信息以一和零來表示。負責這種開關行為的物理元件是晶體管，最常見的類型是場效應晶體管。當晶體管檢測到電信號時，它輸出一個一；當沒有信號時，它輸出一個零。通過結合數十億個這樣的開關，處理器可以進行計算、做出決策並協調數據移動。

處理器不斷與內存交換數據。長期存儲由驅動器處理，而短期工作數據則存放在隨機存取內存（RAM）中。來自外設如鍵盤、觸控屏和傳感器的輸入進入這個系統，允許軟件指令與現實世界互動。計算的基本理念早在電子技術出現之前幾個世紀就已存在。早期的機械計算器依賴齒輪和旋轉元件進行算術運算，每個齒輪代表一個數字，巧妙的機械連接可以處理進位等操作。雖然現代 CPU 更加複雜，但其概念上的相似性依然存在。

ARM 的特點在於其不生產晶片，而是創建定義處理器工作方式的架構規範。這些設計以代碼的形式交付，描述如何構建 CPU，然後由合作夥伴公司如台積電進行生產。這部規範有兩個關鍵層面：一是微架構，描述處理器核心的物理佈局和行為；二是指令集架構（ISA），定義處理器理解的指令及軟件如何與硬件通信。ARM 的 ISA 為晶片設計師和軟件開發者之間提供了一個穩定的契約，確保了廣泛生態系統的兼容性。

隨著 ARM 許可其設計，許多公司能夠將 ARM 技術整合到單一的系統晶片（SoC）中。現代智能手機的 SoC 結合了 CPU、圖形處理器、AI 加速器、調製解調器和專用控制器於一體，從而實現更快的通信和更好的能效。ARM 的許可模式使得合作夥伴能夠創新，同時保持與更大生態系統的兼容性。一些公司直接使用 ARM 的 CPU 設計，而其他公司則構建自己的自定義核心，但仍遵循 ARM 的指令集。高通的 Snapdragon 處理器就是這一方法的突出例子，結合了 ARM 的兼容性與專有的微架構選擇，以平衡性能和效率。

ARM 的設計哲學強調效率，這一點可以追溯到它在英國劍橋的起源。該公司作為 Acorn Computers 的分支而成立，工程師的任務是開發一款能夠在嚴格的功率和熱量限制內運行的處理器。這一限制迫使其採取截然不同的設計方法，優先考慮簡單性和效率而非野蠻的運算能力。早期的 ARM 處理器採用了精簡指令集的理念，更有效地執行簡單指令。它的首個高知名度應用是 Apple Newton，這是一款早期的手持設備，在有限的功率範圍內需要強大的性能。儘管 Newton 本身並不成功，但它幫助建立了 ARM 的技術信譽。

隨著智能手機在 2008 年的興起，ARM 迎來了轉機。與基於舊有 x86 架構的個人電腦不同，智能手機是基於全新的操作系統如 Android 和 iOS 開發的。這些平台從一開始就為效率而設計，而 ARM 已經是這些處理器的自然選擇。隨著智能手機功能的增強，ARM 不斷改善其設計，以應對更豐富的操作系統和多任務處理的需求。這一增長創造了一個全球的開發者基礎，專門為 ARM 處理器編寫軟件。隨著時間的推移，這一軟件生態系統成為了 ARM 的一大競爭優勢。

隨著智能手機性能的提高，基於 ARM 的處理器漸漸成為個人電腦的可行選擇。然而，過渡的進展相對緩慢，主要因為更換處理器架構需要重寫操作系統和應用程序。Apple 在移除 Intel 的過程中解決了這一挑戰，通過引入翻譯軟件，使舊應用能在其新的基於 ARM 的晶片上運行，儘管在性能上有所限制。在 Windows 生態系統中，類似的變化也正在進行中。高通的 ARM 基於筆記本電腦處理器和微軟對 ARM 驅動設備的支持，顯示出 Intel 和 AMD 的 x86 處理器長期的主導地位可能面臨嚴重的競爭。

在個人計算之外，ARM 技術正在成為機器人技術的核心。現代機器人必須實時處理大量的傳感器數據，理解三維環境，並根據複雜的輸入做出決策。這需要高效的處理器，同時能處理控制系統和 AI 推理。早期的機器人運作緩慢且僵硬，只能執行高度可預測的任務。計算的最新進展使得更加動態的行為成為可能，從靈活的人形運動到精細的物體操作。基於 ARM 的處理器現在位於這些系統的核心，處理傳統控制邏輯和日益增長的 AI 驅動的工作負載。

電動車和自動駕駛系統對車載計算提出了前所未有的要求。電動車依賴處理器來管理電池健康、充電行為和能源效率，而先進的駕駛輔助系統必須不斷處理來自攝像頭、傳感器和其他輸入的數據。ARM 對高性能和低功耗的強調使其非常適合這些任務。從管理電池系統到支持大型儀表板顯示和車輛中央控制系統，基於 ARM 的計算已成為現代汽車設計的基石。

人工智能的能源成本是科技行業面臨的最緊迫挑戰之一。大型數據中心消耗大量電力來訓練和運行 AI 模型，這引發了對可擴展性和環境影響的擔憂。ARM 視此為挑戰與機遇並存。通過將其低功耗的理念延伸到 AI 工作負載，ARM 旨在提高每一層級的計算效率，從雲數據中心到本地設備。目標是減少對耗能巨大的集中系統的依賴，讓更多的 AI 處理直接在智能手機、汽車和家庭設備上進行。

ARM 的影響力悄然增長，逐漸塑造了計算的演變，卻未必受到消費者品牌的關注。它的成功在於技術效率、靈活的許可模式和圍繞其架構建立的廣泛軟件生態系統的結合。隨著行業向更智能的機器、自主系統和無處不在的 AI 進發，對於能提供高性能而不過度消耗電力的處理器的需求變得至關重要。ARM 在這一平衡上的數十年努力，將其定位為技術發展下一階段的核心參與者，這不僅對消費者至關重要，更對整個地球的未來意義深遠。

在霍拉山，考古學家發現了非洲最古老的人類火葬遺骸，以及世界上最古老的成人火葬場。根據最近發表在《科學進展》（Science Advances）上的研究指出，「全球在中全新世之前，對於有意識的火葬證據非常稀少。這種做法在獵人—採集者中尤為罕見。」雖然在澳大利亞的蒙戈湖發現的最古老燒焦的人類遺骸可追溯至4萬年前，但缺乏任何火葬場的跡象，這使得霍拉山最近發現的「完整獵人—採集者火葬場」成為一項突破性的首次發現。

這是世界上最古老的有意建造的火葬場，挑戰了先前對非洲早期社區的假設，顯示這些社區參與了複雜的社會和喪葬儀式。「一個社區在建造和執行葬禮上投入了相當多的時間和精力，」研究者指出。這一發現不僅為人類歷史提供了新的視角，也揭示了早期人類的文化及社會結構。

此項研究的意義在於，它不僅是對火葬行為的理解，更是對早期人類社會行為的深入探討。這些發現或許能夠改變我們對於早期人類如何面對死亡及其社會結構的認知。這些火葬的實踐可能反映出對於死亡的重視及對於靈魂的信仰，顯示出早期社會的複雜性。

整體而言，霍拉山的發現不僅是一項考古學上的突破，也引發了對於人類文化演變的深層次思考，增進了對於早期人類生活方式的理解。這項發現讓我們對於人類的歷史有了更全面的認識，並為未來的考古研究提供了重要的參考依據。

加拿大礦業公司 Eldorado Gold 宣佈計劃在其運營中採用 Sandvik TH550B 電動礦車。該公司已確認訂購了十輛 Sandvik 電池電動車（BEV），總訂單價值約為 1,770 萬美元 / 約 HK$ 138,060,000。新車輛將在 Eldorado 的 Lamaque 金礦（位於魁北克省 Val-d’Or）部署，旨在取代其現有的柴油動力車隊。這些卡車的交付將於 2026 年第一季度開始，最後幾輛將於 2027 年初抵達。這些新卡車完全依賴大型電池驅動，並可在幾分鐘內更換電池，而不必等待充電。與柴油動力車相比，這些 BEV 完全不會產生廢氣，這在地下礦業操作中特別重要。

Eldorado 已經測試了兩輛這些卡車，其性能良好，因此公司決定再訂購十輛。Sandvik 商業區域的礦業總裁 Mats Eriksson 表示：「Sandvik BEV 在 Lamaque 的地下操作中已經證明了其能力，這筆訂單印證了我們電池電動車的優勢。」他補充道：「我們很自豪能夠擴大與 Eldorado Gold 的合作夥伴關係，並支持他們提高礦業運作的效率、安全性和可持續性。」

這些新訂購的卡車並非小型車輛，而是重達 110,000 磅（約 50 噸）的巨型運輸工具。相對而言，它們的速度也不慢，滿載時的最高時速可達 23 英里每小時（約 37 公里每小時）。TH550B 採用 354 kWh 鋰鐵磷酸鹽（LiFePO4，或 LFP）電池組，能夠提供數小時的運作時間。與富鎳鋰電池相比，這些電池的安全性更高，因為在地下工作時，火災風險是一個非常現實的考量。

Sandvik 卡車的獨特賣點在於其 AutoSwap 電池更換功能。當卡車需要補充電力時，可以駛往專門的站點，機器人系統會移除空電池組，然後插入一個充滿電的電池組，使卡車能夠在最小的停機時間內繼續運作。整個更換過程僅需幾分鐘，相比之下，傳統電動車充電則需要數小時。這一過程類似於快速的 Formula 1 輪胎更換，但適用於巨型礦車。

這不僅本身很有趣，還為礦業等操作帶來了重要的好處。通過用電動車替代內燃機卡車，BEV 大幅減少了有毒煙霧的產生，同時也減少了地下的熱量積聚。Sandvik 的 BEV 也比傳統柴油卡車安靜得多，並產生的振動也更少，這減少了在礦井內運行昂貴通風系統的需求。這是一個重要的利好，因為在深井中，通風是最大的能源成本之一。移除柴油卡車意味著 Eldorado 未來可以通過縮減通風需求來實現巨大的節省，並可能使其能夠在不需要大型新通風竇的情況下進行更深層的採礦。

除了金礦採掘外，像 Sandvik 這樣的 BEV 也可以在其他礦井中使用，特別是那些提取建造電動車所需原材料的礦井。更清潔的採礦將允許更多的開採，這將同時惠及兩個行業，對所有相關方來說都是一個雙贏的局面。