根据一篇论文预印本，更干净的空气加剧了全球暖化。这是全球变暖的悖论之一 ——燃烧煤炭或汽油会释放导致气候变化的温室气体，但同时也会释放污染颗粒，反射阳光，使地球冷却，抵消一部分全球变暖。通过卫星观测，研究人员发现，全球空气污染对气候的影响比 2000 年时下降了 30%。虽然这对公众健康来说是个好消息——空气中的细颗粒物或气溶胶每年导致数百万人死亡，但对全球变暖而言却是个坏消息。研究人员估计，更清洁的空气使同期排放的二氧化碳造成的变暖效应增加了 15%～50%。

根据发表在《npj Aging》期刊上的一篇论文，对果蝇的研究表明，随着年龄的增长，每天长期暴露在手机、电脑和其他家庭设备发出的蓝光下，所受到的有害影响会越来越大。研究分析了果蝇在黑暗中存活的几率，然后随着年龄的增长，分别在果蝇2 天、20 天、40 天和 60 天大小时，将其转移到有蓝光持续存在的环境中，并研究蓝光对果蝇细胞线粒体的影响。论文通讯作者 Jaga Giebultowicz 指出，长期暴露在蓝光下会损害细胞产生能量的途径，即使是那些不擅长感光的细胞。“虽然我们还不知道蓝光照射对人类寿命的全部影响，但在寿命较短的模式生物中观察到的加速衰老应该会提醒我们，这种应激源可能会对细胞造成损伤。”Giebultowicz指出，该研究明确了蓝光对果蝇的破坏性影响与年龄密切相关，且暴露在蓝光下的果蝇视网膜细胞、大脑神经元和运动能力均有受损。

根据发表在《iScience》期刊上的一篇论文，中科院的研究人员发现狗尾巴摇动偏好与人的熟悉度相关。研究团队搭建了基于深度学习的三维运动追踪技术平台，系统研究了 13 只比格犬在与人互动过程中尾巴运动的轨迹。他们总共分析了 21000 余次狗摇尾巴的过程，包括尾巴移动的速度、幅度和距离。在此基础上对犬类与人互动时的摇尾特征进行定量化研究，发现了之前未察觉到的家犬行为的动态细节。他们发现：尾巴偏向右摇，它们跟人的关系更熟悉。他们还发现，与人类的指纹和步态相似，每只家犬都表现出独特而稳定的摇尾特征。

一项研究发现，增加锻炼无法抵消低质量饮食的负面影响。高质量饮食指的是每天至少五份水果蔬菜，每周两份鱼，少吃红肉尤其是加工肉。研究发现，相比食用低质量食物且不活动的人，食用高质量饮食且高水平锻炼的人所有死亡风险低 17%，心血管疾病死亡风险低 19%，特定癌症死亡风险低 27%。研究人员建议人们坚持食用高质量饮食。

阿尔茨海默病病因的一个广泛接受的假说是类淀粉胜肽假说，认为β类淀粉胜肽（Aβ）在大脑堆积可能是导致阿尔茨海默病的根本原因。2006 年发表在《自然》期刊、第一作者为 Sylvain Lesné 的论文（《自然》已对论文的问题发出警告）为该假说提供了关键支持，Lesné 和同事发现一种 Aβ 亚型（Aβ*56）在小鼠身上可能诱导痴呆。NIH 在阿尔茨海默病研究上的很大部分投资之后都是针对类淀粉蛋白，仅仅今年就高达 16 亿美元。但如果 2006 年的这篇著名论文是错误的，涉嫌欺骗？那么阿尔茨海默病的研究方向可能被误导了 16 年。清除类淀粉蛋白斑块的实验性药物已被发现无效，研究人员随后还提出了一种替代解释：认为未形成大型类淀粉蛋白斑块的 Aβ寡聚体才是主要的致病型态。

根据发表在《Nature Materials》期刊上的一篇论文，莱斯大学、杜克和 MIT 等机构的研究人员演示了名为 Magnetic, Optical, Acoustic Neural Access (MOANA)的无线技术，能遥控苍蝇大脑中的神经元。这项研究有助于研究大脑、研发脑通信技术和治疗大脑相关疾病。研究人员首先利用基因工程技术在苍蝇神经元细胞中表达特殊的离子通道，该通道可通过热激活，激活时苍蝇会张开翅膀。为了能按需要激活离子通道，研究人员给苍蝇注入能用磁场加热的纳米粒子。苍蝇随后被放置在顶部有电磁铁的围栏中。当研究人员激活电磁铁，磁场加热纳米粒子激活离子通道，苍蝇在不到半秒钟内张开了翅膀（YouTube 视频）。

一项研究发现，致病真菌 Entomophthora muscae 会迷惑雄蝇将其变成恋尸癖。这种真菌会通过致命孢子感染家蝇，当雌蝇被感染之后，真菌会扩散并逐渐吞噬宿主。它会在大约六天后控制雌蝇的行为，迫使其飞到最高的位置并在那里死亡。真菌随后会释放名为倍半萜烯（Sesquiterpenes）的化学信号，就像是迷惑雄蝇的信息素，雄蝇会产生无法抑制的冲动与雌性尸体交配。真菌随后传播到雄蝇身上并遭受类似的命运。研究报告发表在《The ISME Journal》期刊上。

啄木鸟的头骨没有设计吸收冲击，而是为了更有力更有效率的撞击木头。啄木鸟大脑和喙之间的海绵状骨头曾被认为是保护大脑经受反复撞击的减震器，但最新研究发现它是为了帮助头部以最小能量消耗快速深入敲击，就像是锤子。研究人员分析了六只圈养啄木鸟敲击木头的 109 个高速视频，发现鸟眼睛和头的速度基本上与喙的速度相同，意味着海绵状骨头没有压缩也就是不具有吸收冲击的功能。

根据发表在《Communications Biology》期刊上的一篇论文，以色列研究人员认为珊瑚发光是为了吸引猎物。 在第一阶段实验中，研究人员在实验室中选用甲壳类动物卤虫测试荧光对浮游生物的潜在吸引力。卤虫生活于高盐的盐田和咸水湖中，是一种重要的饵料生物和良好的实验动物材料。研究人员发现，当让卤虫在绿色或橙色荧光靶标和清晰的对照靶标间进行选择时，它们表现出对荧光靶标的明显偏好。在所有实验中，荧光信号对甲壳类动物呈现出极大吸引力。第二阶段实验在深约 40 米的海域进行，那里是珊瑚的自然栖息地。目标是考察在自然水流和光照条件下荧光对各类浮游生物的吸引力。研究发现，绿色和橙色荧光诱捕器吸引的浮游生物是透明诱捕器的两倍。在研究的最后一个阶段，研究人员对以色列红海海滨城市埃拉特附近45米深海域的珊瑚的捕食率进行检测，发现显示绿色荧光的珊瑚的捕食率比显示黄色荧光的珊瑚高出25%。

水等流体的沸腾是一个能源密集型步骤，是许多工业过程的核心，包括大多数发电厂、许多化学生产系统，甚至是电子设备的冷却系统。提高加热和蒸发水的系统的效率可以显著降低其能源用量。现在 MIT 的研究人员找到了一种方法，对此类系统中使用的材料进行专门定制的表面处理。三种不同尺寸的表面改性组合提高了效率。最近从 MIT 毕业的 Youngsup Song 博士，教授 Evelyn Wang 和其他四位 MIT 教授在《高级材料》期刊上介绍了新发现。Song 表示：“如果沸腾的表面有很多气泡，则意味着沸腾非常有效，但是如果表面上的气泡太多，它们就会聚集在一起，在沸腾表面上形成蒸汽膜。” 该薄膜会阻碍从热表面到水里的热传递。他表示：“如果在表面和水之间有蒸汽，就会影响传热效率并降低临界热通量值。” 在表面上添加一系列微型空腔或凹痕是一种方法，可以控制气泡在表面上的形成方式，有效地将它们固定在凹痕的位置，防止散形成耐热薄膜。在这实验中，研究人员在材料表面的一系列柱子中心制造了空腔。这些柱子同纳米结构相结合，促进了液体从底部到顶部的芯吸，这种方法能提供更多暴露在水中的表面积，从而增强沸腾过程。Song 表示，三个表面纹理“层”——空腔分离层、柱子和纳米级纹理结合在一起，极大地提高了沸腾过程的效率。纳米结构促进了气泡下的蒸发，而柱子引发的毛细作用为气泡底部提供液体。这会在沸腾表面和蒸汽气泡之间保持一层液态水，从而提高最大热通量。这种实验室工艺距离工业规模的工艺还比较遥远，但可能仍具有实用价值，比如用于电子设备的热管理。

城市的灯光整夜闪烁，严重干扰城市植物的物候——在春天绽放花蕊，在秋天叶子改变颜色并落下时发生的变化。发表在《PNAS Nexus》期刊上的一项新研究表明，夜间的灯光是如何延长城市的生长季节，影响从过敏到地方经济在内的方方面面。研究人员分析了美国城市中大约 3000 个地点的树木和灌木，以了解它们在五年中对不同光照条件的反应。植物利用自然的昼夜循环作为季节随温度变化的信号。和没有夜间灯光的地点相比，仅人工灯光就将春天吐芽的日期平均提前了大约 9 天。秋天树叶颜色变化的时间更为复杂，但是在美国本土的 48 个州，树叶颜色变化的时间平均推迟了近 6 天。一般而言，光线越强，差异越大。这种植物生物钟的转变对于城市植物提供的经济、气候、健康和生态服务具有重要意义。从积极的方面说，更长的生长季节让城市作物在更长的时间内保持活跃。随着全球气温升高，植物可以在春天更早和秋季更晚的时候提供阴凉，为社区降温。但是生长季节的改变也可能让植物在面对春季霜冻伤害的时候更加脆弱。它还可能造成城市植物同其所依赖的其他生物（例如传粉昆虫）在时间上的不匹配。城市植物较长的活跃季节也表明花粉季节开始得更早并且持续时间更长，这可能会加剧哮喘和其他呼吸问题。马里兰州的一项研究发现，在植物很早就开花的年份里，因哮喘住院的人数增加了17%。

在爱因斯坦（Albert Einstein）提出广义相对论一个多世纪之后，他的引力理论通过了每一项实验测试。广义相对论改变了我们对引力的理解，不再像长期以来认为的将其描述大质量物体之间的吸引力，而是在质量和能量存在的情况下，空间和时间弯曲的结果。该理论取得了惊人的胜利——从 1919 年证实光线在太阳引力场中弯曲到 2019 年观测到黑洞的轮廓。因此听到对广义相对论的研究仍在进行可能会令人惊讶。尽管爱因斯坦在 1915 年提出的方程牵涉到大质量物体引起的曲率，但该理论并没有提供一种简单或者标准的方法确定物体的质量。衡量物体在时空中旋转运动的角动量则是一个更难定义的概念。

困难源自于广义相对论中的反馈回路。物质和能量使时空连续体弯曲，但是这种曲率本身会成为能量的来源，这会导致额外的曲率——这种现象有时候被称为“引力的引力”。并且没有办法将物体的固有质量与来自这种非线性效应的额外能量分开。此外如果不先牢牢把握质量，就无法定义动量或角动量。爱因斯坦承认量化质量所涉及的挑战，但从来没有完整说明质量是什么或者如何测量它。直到 195 0年代末和 1960 年代初，首个严格的定义才被提出。物理学家 Richard Arnowitt、Stanley Deser 和 Charles Misner 定义了一个孤立物体的质量，例如黑洞，从近乎无限远的地方观察，时空几乎是平坦的，物体的引力影响接近于零。

尽管这种计算质量的方法（它的作者将其称为“ADM质量”）已经被证明是有用的，但是它不允许物理学家量化有限区域内的质量。例如，假设他们正在研究两个正在合并的黑洞，他们想要确定合并之前两个黑洞各自的质量，而不是整个系统的质量。包含在每个黑洞范围内的质量——从该区域的表面测量，引力和时空曲率可能非常强——被称为“准局域质量”。

2008 年，哥伦比亚大学的数学家王慕道（音译）和现任中国清华大学教授、哈佛大学名誉教授丘成桐提出了准局域质量的定义，该定义已被证明是卓有成效的。2015 年，这让他们和合作者能够定义准局域角动量。今年春天，这些作者和第四位合作者首次发表了长期以来一直在寻找的角动量定义，即“超平移不变”，这意味着它不依赖于观察者的位置或者他或她选择的坐标系。有了这样的定义，观察者原则上可以测量旋转物体在时空中产生的涟漪，并且计算这些涟漪从该物体上带走的角动量的确切数量，这些涟漪被称为引力波。

科学家知道暗物质构成了宇宙的大部分质量，但不知道它是什么，或者如何才能找到它。在一个位于地下一英里的前金矿中，科学家开始在一个装满稀有液化气的钛罐内寻找迄今为止无法找到的东西。科学家确定看不见的暗物质构成了宇宙大部分质量，如果没有它们我们就不会是现在的样子——但是他们不知道它是什么。解开这个巨大谜团的竞赛将一支团队带到了南达科他州 Lead 的地下。劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家 Kevin Lesko 表示，科学家探索的这个问题很基本。“我所处的这个很棒的地方是什么？现在 95% 都是一个谜。”该项目的想法是，一英里厚的泥土和岩石、一个巨大的水箱、一个第二水箱和世界上最纯净的钛将阻挡几乎所有的宇宙射线和粒子，这些宇宙射线和粒子每天都会在我们所有人身边飞驰而过。但是科学家认为，暗物质粒子可以避开所有这些障碍。他们希望有一个暗物质粒子够飞入箱体内胆的液态氙之中，并与氙核发生碰撞——就像是台球游戏中的两个球相撞一样，碰撞会产生一个标志其存在的闪光，而一个名为“时间投影室”的装置会捕捉到这个闪光。科学家宣布这项为期五年、耗资 6000 万美元的搜索项目在因疫情推迟之后，终于在两个月前启动。到目前为止，该装置什么都没发现。至少还没有发现暗物质。

研究表明，睡前淋浴或泡澡可助你更快进入睡眠。不仅仅是因为可以让你放松，尽管这也起到了一定作用。这与身体的昼夜节律和体温调节过程有关。身体依靠体温调节昼夜节律，它也被称为睡眠/觉醒周期。你的内部体温会向大脑发出信号，表明该入睡了。我们现在谈论的不是体温的剧烈变化——只是一两度而已。淋浴有助于这个过程。在温水中，你的体温会升高，刺激体内血液流动，但是血液循环加快有助于将热量更快地排出你的身体。这让你的体温在洗完澡之后下降。一旦你的体温降低，它就会向你的大脑发出信号：该睡觉了。研究表明，将水温保持在 104 至 10 9华氏度之间睡眠质量最佳。我们知道，大多数人无法完美调节淋浴的水温。一个好的经验法则是用温水——不要太热也不要太冷。你应该考虑的是另一个问题是时间。专家表示，根据对现有研究的系统数据分析，睡前 90 分钟是最理想的时间，可以获得最大的益处。你至少应该淋浴 10 分钟，才能获得最大的益处。

早在 1960 年，《科学》杂志就发表过一篇论文，发现在牙科手术过程中，音乐能够调控病人情绪。并且指出甚至是噪音，例如手术电钻的声音，也能够产生镇痛效果。然而半个多世纪以来，声音可以减轻疼痛的关键因素，以及声音如何影响我们的大脑从而减轻疼痛的神经机制，尚不清楚。在发表在《科学》期刊上的最新研究中，研究人员首先给爪子发炎的小鼠播放 3 种不同类型的声音，分别是舒缓的音乐，不协调的音符以及白噪音。结果发现，这 3 种声音在低强度（大约是耳语的水平）播放时，都能有效缓解小鼠的疼痛，而在高强度播放时则无明显的镇痛效果。听皮层是声音处理的最高级大脑中枢，会对听到的声音进行精细分析。研究人员利用病毒作为神经示踪剂，对小鼠的听皮层输出进行了全脑追踪，发现了听皮层神经元大量投射到躯体感觉丘脑（负责接收来自身体的感觉信号，包括疼痛），并发现低强度的声音能够抑制这种投射。

德国两所大学的研究人员演示了两个量子纠缠的原子，两个原子分隔在 33 公里长的光纤的两端。研究团队表示，这是实现实用量子互联网的重要一步。在实验中，他们将两个铷原子纠缠在一起，这两个原子位于路德维希马克西米利安大学慕尼黑校区的两座不同建筑物中的光学陷阱中。它们分隔在 700 米的光纤两端，光纤用额外的线轴延伸至 33 公里长。每个原子都被激光脉冲激发，从而使其发射出与原子发生量子纠缠的光子。然后光子沿着光纤线缆传送，在中间的接收站相遇。光子在那里经过联合测量，这使它们纠缠在一起，因为它们已与各自的原子纠缠在一起，所以这两个原子也实现了纠缠。虽然此前已经实现过很远距离上的光子纠缠，但是这项研究标志着两个原子通过光纤纠缠的新的距离记录，这样的两个原子可以作为“量子内存”节点。

研究人员用冷冻干燥的皮肤细胞首次创造出克隆小鼠，旨在帮助保护主义者恢复濒临灭绝的物种种群。这一突破为各国将储存动物皮肤细胞作为保险政策铺平道路，因为这些细胞可用于创建克隆体，如果在未来受到灭绝威胁，此举可提高该物种的遗传多样性。虽然科学家使用冷冻细胞为保护项目生产克隆体，但这些细胞被保存在液氮中，这种做法既昂贵又危险：如果停电或液氮没有定期加满，细胞就会融化变得无法使用。冷冻干燥的精子也可用于创建克隆体，但不是所有的动物身上都可以获得精子。在最新的工作中，研究人员冷冻了老鼠尾巴上干燥的皮肤细胞，将它们储存了长达 9 个月，然后再尝试用它创建克隆体。冷冻干燥过程杀死了细胞，但科学家发现仍然可以通过将死细胞注入去除了自身细胞核的小鼠卵子创造早期克隆胚胎。这些被称为囊胚的早期小鼠胚胎被用来制造干细胞储备，这些干细胞经过另一轮克隆。将这些干细胞注入没有自身细胞核的小鼠卵子中，从而产生代孕小鼠的胚胎。第一只克隆老鼠以《多啦A梦》系列漫画中一个爱吃蜜瓜包的机器人哆啦美命名，之后又生产了 74 只克隆体。为了检查这些克隆体是否具有健康的生育能力，将九只雌性和三只雄性与正常的小鼠进行了交配。所有的雌性都顺利产仔。尽管取得了这一成就，但效率低下——冷冻干燥会损害皮肤细胞中的 DNA——创造出健康雌性和雄性小鼠幼崽的成功率仅为 0.2% 至 5.4%。在一些细胞中，Y 染色体丢失，导致雄性小鼠的细胞产生了雌性小鼠。作者在《自然通讯》中写道：“如果可以对只有雄性存活的濒危物种进行同样的处理，那么就有可能产生雌性并自然地保护该物种。”

三叠纪末（约 2 亿年前）生物大灭绝事件是地质历史上五大生物集群灭绝事件之一，但恐龙却幸运地避过了这一劫难，并称霸侏罗纪和白垩纪世界。造成三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因是超级火山喷发，释放出的大量火山灰和气溶胶等阻挡日照辐射，从而造成地球表面温度骤降。当时地球出于温室时期，大气二氧化碳浓度达到1000-6000ppm（1ppm=1/10-6），超级火山喷发之后发生的火山冬天是陆地生物灭绝的首要因素。恐龙具有羽毛能用于保暖，因此能适应严寒气候。在三叠纪末生物大灭绝事件后，恐龙迅速增加，地理分布范围迅速扩张，从此开启了长达 1.3 亿年的地球陆地霸主时代。研究报告发表在《Science Advances》期刊上。

大强子对撞机（LHC）的 LHCb 实验观测到了三种前所未见的粒子：一种新型“五夸克态”和第一对“四夸克态”，其中包括一种新型四夸克态。在欧洲核子研究中心（CERN）的一次研讨会上发表的这一研究结果为 LHC 不断增长的新强子名单增加了三个新成员。它们将帮助物理学家更好地理解夸克是如何结合成为这些复合粒子的。夸克是基本粒子，有六种类型：上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克。它们通常三个一组或者两个一组结合在一起形成强子，例如构成原子核的质子和中子。更罕见的是，它们也可以结合成四夸克和五夸克的粒子，即“四夸克态”（tetraquarks）和“五夸克态”（pentaquarks）。大约 60 年前，理论家们同时预测到了常规强子和这些奇特强子，但直到最近（过去 20 年），它们才被LHCb和其他实验观察到。二十年来发现的奇特强子大多是四夸克态或五夸克态，包含一个粲夸克和一个粲反夸克，其余两三个夸克是上夸克、下夸克或奇异夸克，或者是它们的反夸克。但在过去的两年里，LHCb发现了不同种类的奇特强子。两年前，这项合作发现了一个由两个粲夸克和两个粲反夸克组成的四夸克态，以及由一个粲反夸克、一个上夸克、一个下夸克和一个奇异反夸克组成的两个“开粲”四夸克态。去年它发现了第一个具有两个粲夸克、一个上反夸克和一个下反夸克的“双开粲”四夸克实例。开粲意味着粒子包含粲夸克而没有对应的反夸克。

地球的地质状况对生命的影响显而易见，生物适应沙漠、山地、森林和海洋等不同环境。然而，生命对地质状况的全面影响则很容易被忽视。现在一项新的、对于我们星球矿物的全面研究弥补了这一疏漏。研究的一些发现可以证明，大约有一半的矿物多样性是生物及其副产品直接或间接生成的。这一发现可以为科学家拼凑地球复杂的地质历史提供宝贵的见解，也可以为那些寻找地球以外生命证据的人提供宝贵的见解。在《美国矿物学家（American Mineralogist）》期刊上发表的两篇 论文中，研究人员介绍了一种对矿物进行分类的新分类系统，该系统注重矿物的准确形成方式，而不仅仅是它们的外观。通过这种做法，他们的系统承认了地球地质发展和生命的演化相互影响。他们新的分类法建立对数千篇科学论文的算法分析的基础之上，识别出超过 10500 种不同类型的矿物。这几乎是国际矿物学协会（International Mineralogical Association）经典分类法中大约 5800 种矿物“类别”的两倍，该经典分类法是严格按照矿物的晶体结构和化学构成进行分类的。