纵观人类社会的发展历程,从石器时代,青铜时代,铁器时代,再到信息时代,我们对材料科学的理解很大程度上代表了人类认识世界,改造世界的能力。而在材料科学发展的过程中,研究的手段与方法则是我们突破以往认知,获得新材料的最重要的手段之一。正如同显微镜的发展让我们对物质的认识从宏观向微观不断深入,一步一步迈向真理的彼岸。在金属玻璃领域,材料的发展更是以制备和表征方式进步的重要节点作为标志。在如今块体非晶材料已经进入大规模市场应用的时代,如何从更深入的角度去理解非晶态物质的本质与特征,从而提高金属玻璃的性能、开拓金属玻璃的新应,用则是目前最重要的问题。在这样的研究背景下,本文采用了一系列不同的研究手段,从多尺度、多维度的角度下对金属玻璃的玻璃形成能力、弛豫等特征进行分析、研究,旨在使用不同的研究手段,在多尺度、多维度的条件下研究金属玻璃的基本问题,以求能够开阔我们对金属玻璃本质与特征的认识。本文首先讨论了低维金属玻璃的制备与表征。我们通过激光脉冲沉积的方法,得到了厚度在原子级别的CuZrAl和CuZr金属玻璃薄膜,并通过球差校正透射电子显微镜等手段对薄膜的性质进行表征。发现Al掺杂能够降低体系扩散系数,导致两种薄膜在退火过程中形核率有明显差异,这也解释了Al掺杂提高玻璃形成能力的现象。我们也制备了尺寸分布在1-5 nm范围的PdSi纳米颗粒,通过对结构随尺寸演化的表征,我们直接观察到了PdSi纳米颗粒的临界核尺寸,从而验证了经典形核理论。本文通过分子动力学模拟研究了玻璃体系弛豫行为的微观起源。我们通过设计具有不同势阱宽度的势函数,得到了具有不同低温弛豫行为的无序体系,发现随着势函数在势阱处变窄,体系的低温弛豫动力学明显增强。在实验上我们同样观察到稀土基金属玻璃普遍具有更明显的?弛豫。并通过其摩尔体积与体弹模量的关系同更窄的势函数建立关联,我们解释了稀土基金属玻璃的弛豫现象。同时,我们对微观动力学的分析显示,无序体系的弛豫行为和动力学非均匀性的强度密切相关。本文进一步采用机器学习方法分析了二元合金玻璃的玻璃形成能力。我们建立了二元非晶形成合金体系的多维数据库,并使用支持向量机对多维数据进行分析,建立了可以预测二元合金玻璃形成能力的模型。通过数据测试,我们证实了该模型对合金的玻璃形成能力好坏具有明显的区分能力。我们通过改变输入数据的种类,考察了不同参量对合金玻璃形成能力的影响,发现合金熔点的信息和玻璃形成能力有明显关联。