过去十年发表的数以百计的研究声称，人们执行思维任务时用 MRI 机器扫描大脑，预测他们的思维和感情模式是可能的。但研究人员重新检查过去的研究后认为这些结论都十分可疑。杜克大学心理和神经学教授 Ahmad Hariri 说，通过 fMRI 机器扫描大脑，观察执行一个思维任务如数数或回忆名字时的大脑活动，我们可以了解哪一部分大脑平均而言更活跃，但要因此预测未来的心理或行为是不可能的。原因是任何人的大脑活动水平不会有两次是相同的。他们的研究报告发表在《Psychological Science》期刊上。

哈佛医学院的科学家利用人类多能干细胞培养出可以长出毛发的皮肤类器官。研究报告发表在《自然》期刊上。研究人员利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养 4-5 个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经回路。将其移植到免疫功能不全的小鼠的背上皮肤后，55% 的移植物上都长出了 2-5 毫米的毛发。这表明，该类器官能够与小鼠表皮融合，形成含人类毛发的皮肤。他们的类器官在基因表达上具有下巴、脸颊和耳朵皮肤的特征。其他种种迹象表明，这些类器官实际上可能模拟头皮皮肤；通过改变细胞生长的培养条件，也可以定制化地生成具有不同身体部位特征的，肤。在真正应用于临床之前，这项研究还有几个问题需要解决，比如目前还没有证据表明它生长出的毛发可以像人的头发一样循环生长。

数百年前，复活节岛上的拉帕努伊人（Rapa Nui）建造了超过 800 个巨型石像，这些石像重达几十吨高数米，至今仍然被神秘所笼罩。复活节岛的人口被认为曾经历过灾难性的崩溃，它的人口最多可能有 2 万人左右，但在 18 世纪欧洲人发现复活节时岛上的人口仅剩下约 3000 人。这一局面是如何导致的？本世纪初，地理学教授 Jared Diamond 在其畅销书《大崩溃》中给出的解释是：拉帕努伊人消耗了岛上的所有资源，食物耗尽，树木砍光，他们没有木材制造船出海捕鱼，于是战争爆发，人以人为食，最后只剩下几千人迎接欧洲人的到来。但 这一崩溃论一直受到考古学家的质疑。根据发表在《Journal of Archaeological Science》期刊上的最新论文，研究人员提供证据表明拉帕努伊人在 1600 年之后仍然发展的很好，我们需要重新思考欧洲人到来后该岛已经崩溃的流行观点。

Bayreuth 大学的研究人员创造了一种前所未见的氮形态，他们将其称为“黑氮”。黑氮是二维薄片晶体，未来它可能被用于先进电子设备。为了创造黑氮，研究人员将其置于高温高压下，它被两个钻石挤压到 140 万大气压，温度超过 4000 摄氏度。在这些极端条件下，氮呈现出一种未见过的结构。研究人员使用 X 射线成像，显示氮原子形成了晶体状的二维薄片，具有良好的导电性，类似石墨烯。因为它类似黑磷，研究人员将这种新物质命名为黑氮。研究报告发表在《Physical Review Letters》期刊上。

中国科学家通过研究距今 7500 年至 1700 年的 55 个中国北方古代人全基因组数据，为探索中国文明起源、形成和发展找到了基因方面的重要证据。研究报告发表在《Nature　Communications》期刊上。中国北方古代人群全基因组数据来自黄河流域(包括仰韶文化、龙山文化)、西辽河流域(包括红山文化、夏家店下层文化、夏家店上层文化)及黑龙江流域的 19 个考古遗址。研究发现，至少从距今 7500 年以来，中原地区人群在整体的遗传结构上保持连续性，最晚自仰韶时期(距今约7000-5500年)开始，受到中国南方人群的持续性遗传贡献，最终形成现在的汉族人群。研究表明，自红山文化时期(距今约6500-5000年)开始，受到向北扩散的仰韶文化人群的遗传贡献，西辽河流域夏家店下层文化(距今约4000-3200年)的二道井子人群与前者在遗传结构上已经没有显著差别。科学家通过比较发现，黄河流域人群呈现出相对稳定的遗传结构，以中原腹地为中心，至仰韶时代中晚期，黄河流域的人群基因已经传播到中国北方大部地区，向北到达西辽河流域，向西扩散到黄河上游地区。

因疫情采取的各种措施使得中国空气质量在今年第一季度显著改善。中国生态环境部公布的数据显示，从 1 月到 3 月，在全国 337 个地级及以上城市中，PM2.5、PM10 等五种主要污染物浓度都出现明显下降，2 月和 3 月出现显著下降。PM2.5 是雾霾天气的元凶之一，也对人体造成很大伤害。从 PM2.5 数据来看，全国 337 个地级及以上城市 1 月同比下降 3%，2 月同比下降 27.3%，3月同比下降 22.0%。不过 4 月，污染物的浓度陆续回到往年持平水平。4 月，PM10 和二氧化氮与往年持平，PM2.5 和二氧化硫浓度还有所上升，只有一氧化氮浓度仍在下降。

根据发表在《Nature Neuroscience》期刊上的研究，杜克大学的研究人员在鼠脑发现可关闭疼痛的区域。它位于杏仁核，这里通常被认为是负面情绪和反应的枢纽，比如负责战斗或逃跑反应以和常见的焦虑。“人们相信有一个缓解疼痛的中心位置，这就是安慰剂起作用的原因。”该论文资深作者、杜克大学医学院神经生物学杰出教授王帆说，“问题是，大脑的哪个部位是可以停止疼痛的中枢。”“以前的大多数研究都集中在疼痛会刺激哪些区域。”王帆说，“但是有很多区域在处理疼痛，你必须将它们全部关闭才能停止疼痛。而这个中心可以自行关闭疼痛。”研究人员发现，全身麻醉会激活杏仁核中部的一组抑制性神经元，他们将其称为“CeAga 神经元”（CeA代表“中央杏仁核”；ga表示全身麻醉激活）。老鼠的中央杏仁核相对人类较大，研究小组发现，CeAga 与大脑的许多不同区域相连。他们发现，至少有 16 个大脑中枢处理疼痛的感觉或情感方面的信息，接收来自 CeAga 的抑制输入。研究人员使用一种名为光遗传学的技术，利用光激活大脑中的一小部分细胞，他们发现，通过激活 CeAga 神经元，可以停止老鼠在感到不舒服时表现出的自我照顾行为。

6600 万年前，希克苏鲁伯陨石在墨西哥湾撞击地球导致一度统治地球两亿年的恐龙灭绝。科学界对恐龙灭绝的研究一直没有停顿。最新研究结果声称填补了恐龙灭绝之谜拼图上一个重要空白。伦敦帝国理工大学教授柯林斯（Gareth Collins）的最新研究表明，陨石撞击的角度也至关重要 — 如果角度增大或减小，都不一定导致恐龙灭绝。研究表明，希克苏鲁伯陨石撞击地球后的几个数小时内，恐龙和地球上其他 75% 生物彻底灭绝，改变了地球的样貌和命运。如果时间和地点不满足条件可能不足以对如此多的物种造成灭绝性的伤害。正因为陨石撞到了墨西哥湾，岩层融化，石灰岩中硫化物喷射到空中，遮天蔽日，最后形成漫长的寒冬裹住地球。如果小行星撞击的位置在太平洋或者大西洋，岩层蒸发和硫化物就不会那么多，阳光仍可照射到地表，恐龙和其他生物仍有可能继续生存。柯林斯教授的研究显示，陨石撞击地球的角度是导致随后出现的环境灾难长期持续的重要原因；只有极少数物种存活到最后。

1908 年 6 月 30 日发生在俄罗斯西伯利亚通古斯河附近的大爆炸摧毁了方圆 2000 平方公里的 8000 万颗树，这一爆炸事件被称为通古斯事件。通古斯事件被普遍认为是彗星或陨石在通古斯上空爆炸所致，但当地至今没有发现这起大爆炸留下的碎片。现在，一组研究人员提出了一种解释：一个大型铁流星直冲地球而来，距离近到能产生巨大冲击波，但流星没有发生分解而是返回到太空继续飞行。研究报告发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》期刊上。类似的事件发生过许多次，流星飞过地球大气层，像打水漂一样反弹回太空而不是撞到地面。

染色体 X 和 Y 由于体型相差悬殊，原本不太可能配对。X 包含了数千个对生命至关重要的基因。相比之下，Y 像个小黑点，其主要目的是为启动雄性发育和精子制造提供指导。然而，如果这两条截然不同的染色体要在减数分裂过程中相遇并正确配对，它们就必须协同工作。几十年来，这个问题一直困扰着科学家。根据发表在《自然》期刊上的研究，Sloan Kettering 研究所的科学家现在找到了答案。对小鼠的研究发现，X 和 Y 正确配对的关键是在 PAR（pseudoautosomal region）中重复的 DNA 序列，它吸引了几个双链断裂相关蛋白到这个区域。这些蛋白质簇改变了这个区域中染色体的结构，从而使 PAR 成为“雄性小鼠基因组中双链断裂形成最热的区域”。

科学家从 1966 年保存的组织样本中发现了已知最古老的近乎完整的 HIV 基因组。样本来自刚果民主共和国，而之前已知最古老的 HIV 基因组来自 1976 年从刚果提取的血样。古老的基因序列有助于确定病毒基因突变的时间，帮助科学家跟踪病毒的传播，确定其传播到人类的时间。根据病毒样本的基因序列，HIV 病毒最早是在 1900 年代初的某个时间从黑猩猩传播到中非的人类。病毒有多种菌株，其中 HIV-1 的 M 组病毒占到了所有感染的 95%。

我们可能永远也不知道金字塔是如何建造的，但我们至少有把握指出建造一座金字塔需要多少人。建造一座巨大金字塔所需的人工比以前认为的要少得多。胡夫金字塔建于 4600 年前，原高 146.6 米，体积约 260 万立方米。在它建成 2100 年后，古希腊历史学家希罗多德曾说金字塔动用了 10 万人，耗时约 20 年。1974 年物理学家 Kurt Mendelssohn 将人数缩小到 7 万季节工和 1 万长期工匠。这些数字都大大高估了建造金字塔所需的人工。我们可以利用简单的物理学去进行粗略的估计。金字塔本质上是将巨大的石块提升到一定高度，所需的总能量可以根据质量、重力和质量中心进行计算。假设金字塔每立方米重 2.6 吨，那么其重质量为 675 万吨，所需能量大约为 24 万亿焦耳。为维持基础新陈代谢，70 公斤体重的人大约每天需要 7.5 兆焦耳。稳定的体力消耗让这个数字至少需要增加 30%。假设增加的 20% 被转化为工作，这相当于每天 450 千焦耳。将金字塔潜在所需能量除以 450 千焦耳，得到建金字塔需要 530 万个工作日。如果一个人每年工作 300 天，那么大约需要  1.8 万人年，20 年的跨度意味着只需要 900 个人。切割石头、打磨、运输和食物等工作综合计算下来，7000 个人就够了。埃及古王国大约有 150 万到 160 万人口，征召不到一万人去造金字塔不会对经济造成巨大的压力。

根据发表在《Geophysical Research Letters》期刊上的一项研究，中国科学家报告在深海热液区发现超高温气态水。研究人员利用深海激光拉曼光谱原位探测系统（RiP）和深海热液温度探针，在冰冷的海底之上首次观测到气态水存在的证据。深海热液系统孕育了丰富的矿产和基因资源，被认为与生命起源相关，一直备受科学界关注。相分离作用是深海热液系统流体组分发生分异的过程，对热液流体化学组分的演化有重要影响。当流体的温度超过其所处压力下两相分离温度时，低密度、低盐度、富气体组分的气相将与卤水相分离。但由于气相在上升并喷出海底的过程中，温度快速降低，使得蒸汽相无法在海底之上保持。温度测量数据表明水体顶部流体的温度最高可达 383.3℃。

大黄蜂不只是在花园里飞来飞去，它们还会评估植物，判断哪些花有最多的花蜜花粉。它们还会留下气味痕迹标记哪些花已经访问过了。根据发表在《科学》期刊上的一项研究，科学家发现大黄蜂会在叶子上制造小的切口以促使植物开花。这项发现让研究蜂类的昆虫学家大吃一惊。瑞士联邦理工大学生态化学家 Consuelo De Moraes 的一名学生 Foteini Pashalidou 注意到大黄蜂在温室植物的叶子上制造了小的切口，但并没有将叶子碎片带回蜂巢，也没有将其吃掉。他们怀疑大黄蜂在诱导开花，因此设计一系列实验进行验证。他们发现，当花粉稀少时，比如在温室环境里或早春时节，大黄蜂能迫使植物提前一个月开花。研究显示大黄蜂能操纵植物开花，而如果人类能利用这项技术也许能增加作物产量。

绝大多数人对呼吸有误解。我们认为呼吸是一种被动的行为。呼吸意味着活着，停止呼吸意味着死亡。但呼吸并非是简单的二元关系。如何呼吸至关重要（付费墙，绕过）。我们呼吸摄入的空气分子比地球上所有沙滩上的沙砾还要多。我们每天呼入呼出的空气分子重约 30 磅，远超饮食。呼吸的方式与饮食、运动和基因一样重要。正确的呼吸能让我们活得更久更健康，糟糕的呼吸可能导致一系列慢性疾病，可能会改变我们的身体结构。古代的人对此主题有更深入的理解。主要宗教和文化都认为正确的呼吸对健康很关键。中国古代学者还写了多本关于呼吸的书籍。印度瑜伽修行者更是呼吸的大师。我们许多人的呼吸习惯都不够好，我们会将其归罪于身体年龄。大约 30 岁之后，胸部骨骼会变薄向内收缩。到  50 岁时我们失去了 12% 的肺容量。这一收缩之后会加速。我们被迫更快更艰难的呼吸。但好消息是我们可以在任何时候改变呼吸习惯，逆转肺容量损失。1980 年代，长达 70 年的心脏疾病研究项目 Framingham Study 发现，衡量寿命的一个最关键指标不是遗传、饮食和每天的锻炼量，而是肺容量。肺容量越大寿命越长。更大的肺部可以用更少的呼吸吸入更多的空气，减少身体的磨损。健康呼吸的第一步是延长呼吸，更深入更长点。用大约 5 秒钟的时间慢慢吸气，然后用类似的时间呼气，每分钟大约完成六次呼吸。按照这样的节奏呼气吸气，几分钟就能将血压降低 10 个甚至 15 个点。健康呼吸的第二步：用鼻子呼吸。

根据发表在《Science of the Total Environment》期刊上的一项研究，科学家发现帝企鹅留下的粪便会制造笑气云。哥本哈根大学的研究人员调查了企鹅活动如何影响南乔治亚岛的温室气体排放。南乔治亚岛有着世界最大的帝企鹅种群，最近的估计大约有 15 万对。他们发现企鹅高度活跃的地方笑气（一氧化二氮）含量是其它地方的 120 倍。企鹅粪便本身并不会产生笑气，而是来自企鹅所食用的磷虾和鱼的含氮化合物与土壤中的细菌作用产生的。

1995 年的好莱坞电影《勇敢的心》让反抗英格兰统治的苏格兰骑士威廉华莱士成为家喻户晓的人物。华莱士的起义始于 1297 年 5 月，他在 Stirling 桥战役中击败了英格兰军队而取得了一场大捷。华莱士以善用地形而闻名，传说他曾在苏格兰邓弗里斯郡的某个秘密要塞发动了至少一场突袭。现在，考古学家 Matt Ritchie 在 《Now Forestry Journal》期刊上发表论文声称可能找到了华莱士的秘密要塞。Matt Ritchie 曾与 Skyscape Survey 合作使用无人机执行航摄勘测，利用软件形成 3D 地形模型。Ritchie 称他们获得的邓弗里斯郡要塞遗址地形与历史记录中描述十分匹配。Ritchie 认为它是真正的华莱士要塞，表示这至少为旧的故事添加了新的篇章。

香港科技大学的研究人员在《自然》期刊上发表论文，报告了人工仿生眼的最新进展。 科学家尚未能实现使用仿生器官重建人体，但人工仿生眼正向我们走来。香港科技大学的材料科学家范智勇和同事设计出一种半球形的人工视网膜包含了紧密排布的钙钛矿光敏纳米线，模仿人眼的光感受器。研究人员通过重建投射到该装置上的光学模式，展示了新仿生装置的图像传感功能。结果发现，这种装置可以通过重构人工眼观察到的图片“看见”对象。仿生眼对光的响应比人眼更快，能在 30-40 毫秒内记录下光，能探测到暗光，100 度的视野低于人眼的 150 度。在理论上，仿生眼能比人眼感知更高的分辨率。目前研究人员开发出的概念验证原型只能创造 100 像素的图像。

《模拟城市》的开发商 Maxis 并不希望人们过于严肃的看待这款游戏，虽然它是受到了城市规划概念的启发，但它毕竟是为了娱乐。设计师 Will Wright 说，混沌理论等让他意识到要模拟城市的真实运作是几乎不可能的。但这并没有阻止其他公司相信 Maxis 能设计出真实的模拟。许多人接触 Wright，希望 Maxis 推出一个专业版本。Wright 说他们并不能真正模拟城市是如何发展的，Maxis 也并不想制作专业的模拟游戏。但在这家公司的历史上，它确实一度涉足了专业模拟开发。从 1992 年到 1994 年，Maxis 有一个叫 Maxis Business Simulations 的部门负责专业领域的模拟。这个部门后来被剥离了出去，继续作为独立公司运营了几年，开发了多款模拟应用，如模拟石油精炼的 SimRefinery，模拟环境污染的 SimEnvironment，甚至还有竞选总统的《Race for the White House》。

一项全球研究确认了行为科学和行为经济学中的一个重要框架：展望理论（prospect theory）。这项研究在 19 个国家和 13 种语言重复了原始实验。研究报告发表在《Nature Human Behaviour》期刊上。展望理论由诺贝尔奖得主 Daniel Kahneman 和 Amos Tversky 在 1979 年提出，被誉为是社会科学领域最有影响力的理论框架，普及了厌恶损失这一概念，即人们更偏爱小额有保证的回报而不是大额但高风险的回报。1979 年的这篇论文在经济学中引用次数最多，也是心理学中引用次数最高的论文之一。在最新研究中，研究人员向参与者询问了 17 个与潜在收益和损失相关的问题。举例来说，你有 1000 美元，你愿意接受有五成的机会钱翻倍还是接受有百分之一百的机会保证获得额外的 500 美元？