受限于人类的身体构造，人类的视力是很极限的，能看到的东西也是有很大限制的，比如比人类头发细很多的东西，就无法用人眼分辨，或者像那种速度是眼睛眨动1/10秒的动作，人类也一样看不到的，在这种条件下，人类想去观察和探寻一些东西，就需要使用光学和显微镜技术，这样就可以看到极为细微的影像，例如病毒的显微影像。

　　在最近的这些年，美国加州理工学院的研究团队一直在研究一个新的显微镜技术，研究的目的主要是为了同时拍摄到时间和空间，因此行业将这项技术命名为四维(4D)电子显微技术，4D显微技术这种尖端科技，主要基础是先进的雷射装置和量子物理，但其实原理上就很简单，就是一种停格动画摄影术。这种停格动画摄影术发明于1890年，是法兰西学院教授马雷(尒ienne-Jules Marey)研究快速运动时，在移动的物体和摄影感光片(或感光条)之间，放置有狭缝的旋转圆盘，产生类似现代动画拍摄方式的连续曝光影像。

　　4D电子显微技术将可解答从材料科学到生物学等许多领域的问题，包括从原子到巨观尺度彻底了解材料的特性、纳米和微米机电系统(NEMS和MEMS)如何运作，以及蛋白质或生物分子组合如何折迭并变成更大的结构，这是各种活细胞运作的重要过程。另外，4D电子显微技术还可显示纳米结构中原子的排列方式(原子排列方式可决定新纳米材料的特性)，如果时间长度可短至阿秒(10-18秒)，或许还能追踪电子在原子和分子内的移动。除了用于研究基础科学之外，其它用途也相当广泛，包括设计纳米机器和新型药物等。