科学家首次目睹了断裂的金属碎片在没有任何人为干预的情况下融合在一起，这一过程推翻了基本的科学理论。如果能将这种新发现的现象加以利用，可能会引发一场工程革命：自我修复的发动机、桥梁和飞机可以逆转磨损造成的损害，从而更安全、更耐用。疲劳损伤是机器磨损并最终损坏的一种方式。反复的应力或运动导致微观裂纹的形成。随着时间推移，这些裂纹会生长和扩散，直至断裂。2013 年，时任 MIT 材料科学与工程系助理教授、现得克萨斯农工大学教授 Michael Demkowicz 开始研究传统材料理论。他发表了一项基于计算机模拟结果的新理论，认为在某些条件下，金属应该能够修复由磨损形成的裂纹。最新发现证明 Demkowicz 的理论是正确的。关于金属自修复过程还有很多未知数，包括它是否会成为制造业中的实用工具。

CERN 的 ATLAS 团队报告了迄今最精确希格斯玻色子质量：125.11GeV，新结果达到了前所未有的 0.09% 的精度。CERN 于 2012 年 7 月正式宣布在大型强子对撞机（LHC）上发现了希格斯玻色子，这是粒子物理学标准模型的“最后一块拼图”。而希格斯玻色子的质量不由标准模型预测，必须通过实验测量来确定，其值决定了希格斯玻色子与其他基本粒子以及自身相互作用的强度。对这一基本参数开展精确测定，使物理学家能对希格斯玻色子性质的测量与标准模型的预测进行对比。如果预测出现偏差，可能预示新粒子的存在。

中外科学家发现，生活在白垩纪的哺乳动物可能曾捕猎体型远大于自己的恐龙。此次研究的化石现存于山东威海紫光实验学校博物馆中，是 2012 年 5 月在辽宁朝阳北票市上园镇小北沟村陆家屯组附近的早白垩世义县组陆家屯层被发掘出来的。其中的物种可以追溯到 1.25 亿年前，恐龙比爬兽的体型大得多，强壮爬兽物种除了尾尖几乎完整，体长 46.7 厘米，而鹦鹉嘴龙的完整骨骼则长 119.6 厘米，两个物种被认为在死亡时都是亚成体。化石“锁定”了两只动物的殊死搏斗。植食性的鹦鹉嘴龙是已知最早的有角恐龙之一，而化石中一只类似獾的哺乳动物——强壮爬兽正撕咬着鹦鹉嘴龙的肋骨。恐龙为俯卧姿势，后肢折叠在体侧，颈部和尾部弯向左方。哺乳动物趴在恐龙左上方，弯向右侧。哺乳动物左爪紧扣恐龙下颚，略微前移。哺乳动物左后腿夹在恐龙折叠的左腿间，后爪抓住左胫。两只动物死亡时，强壮爬兽的牙齿深入鹦鹉嘴龙的胸腔。研究者推测，强壮爬兽是在尝试捕食鹦鹉嘴龙时，被火山泥流困住掩埋的。

你在百岁生日当天醒来，你已经取得了所在领域的最高成就，在家人、朋友和同事中间备受尊敬，你会如何庆祝这一天？加州理工的化学教授鲁道夫·马库斯(Rudy Marcus)笑称是工作。但大学另有打算。他同意为他举办一个研讨会。Marcus 的几代同事和前学生聚集在加州理工的教师俱乐部 Athenaeum 庆祝其百岁生日。他在这里工作了 45 年。马库斯出生于 1923 年 7 月 21 日，他是一位理论化学家，研究的是理论而不是操作实验室仪器，他是在 1992 年因研究被称为马库斯理论的电子转移反应而获得诺贝尔化学奖。他一直步行去上班，但在 2020 年他 97 岁那年因新冠疫情被迫停止。他喜欢滑雪，但 90 岁那年被迫放弃了这个爱好，因为他不想摔断骨头。他说一旦住院就意味着结束的开始，而他还有很多事情要做。他的职业道德堪称传奇。他最大的儿子 Alan Marcus 是历史学者，决定在 65 岁生日到来前转向兼职工作，“爸爸说，你真是个懒鬼。”他的妻子 Laura Hearne 在 2003 年因多发性骨髓瘤去世，三个儿子都是历史学博士。

《GeroScience》期刊刊登的一项研究显示，适度运动有助于改善老年人的认知。在研究中，一组健康的中老年人(55-78岁)被随机分为两组：实验组每周进行三次低强度的自行车运动，持续三个月，对照组继续正常的日常运动(对照组)。结果显示，与对照组相比，运动组在执行功能方面表现出显著的改善。值得注意的是，当按年龄分析数据时，轻度运动的好处在老年人(68-78岁)中尤为明显。这种改善背后的潜在大脑机制涉及前额皮质有效激活的增加。换句话说，执行功能高，而相应的大脑激活相对较低。这些结果表明，即使是三个月的轻度运动也能增强大脑的功能网络。

斯坦福大学校长 Marc Tessier-Lavigne 将于 8 月 31 日辞职，他同时也将撤回或修正五篇任第一作者的论文，调查发现这些论文篡改了研究数据。学校董事会主席杨致远表示，鉴于调查报告以及对其领导能力的影响，Tessier-Lavigne 将卸任。人文学院前院长 Richard Salle 将担任临时校长。Tessier-Lavigne 在一份声明中为自己进行了辩护，但同时承认斯坦福需要一位不受此类讨论影响的校长。他曾担任过生物科技巨头基因泰克的执行副总裁兼首席科学官。他在 2001 年、2010 年代初, 2015-2016 和 2021 年发表的论文引发了数据篡改的担忧。斯坦福资助的调查报告认为，没有证据表明 Tessier-Lavigne 本人篡改或知道数据被篡改，但他也没有提供充分的解释为什么多次有机会纠正科学记录时没能去做。

人类通常只需要 7 小时的睡眠时间，远低于灵长类近亲的 9.55 小时。这一睡眠习惯被认为是自然选择，因为更短的睡眠可以减少捕食者的攻击，增加社交和生产活动的时间。但对于今天的人类而言，睡眠不足是有害的。大量研究表明，睡眠不足会损害大脑区域之间的交流和大脑血液流动，损害大脑线路，使年轻的大脑看起来像衰老的大脑。对人类来说，牺牲睡眠来提高效率是适得其反的。它会影响我们的最佳表现、注意力、决策能力和记忆力。我们面临着道路和工业事故、精神疾病、痴呆和心血管疾病的风险，每年造成数十亿美元的损失。一项研究发现，健身可能是应对睡眠不足的一个有用工具。

一项建模研究显示，到 2100 年地表水污染可能会影响到 55 亿人。研究结果指出，到本世纪末，撒哈拉以南非洲预计将成为全球地表水污染热点地区。荷兰乌得勒支大学研究团队利用一个高分辨全球地表水质量模型模拟了在各种共享社会经济路径和代表性浓度路径下，2005 年至 2100 年的水体温度，以及盐分、有机物和病原体污染的指标。他们发现，到 2100 年，地表水污染可能会影响到 55 亿人，具体取决于气候和社会经济场景以及污染类型。他们认为，到本世纪末，暴露在盐分、有机物和病原体污染中的全球人口比例分别为 17%—27%、20%—37%和22%—44%，而低水平的地表水质量会不成比例地影响发展中国家的人口。

欧洲科学家开展的一项新研究发现，学习、记忆、攻击和其他复杂行为所需的基因起源于约6.5亿年前，这一发现对研究复杂行为的进化起源具有深远意义。相关论文刊发于《自然·通讯》杂志。科学家们很早就知道，血清素、多巴胺和肾上腺素等单胺在神经系统中起调节剂的作用，在学习、记忆以及睡眠和进食等过程中发挥作用，但产生这些单胺所需基因的起源仍是未知的。在最新研究中，研究人员使用计算方法重建了这些基因的进化史，发现其已有 6.5 亿年历史。研究认为，这种调节神经元回路的新方法可能在寒武纪生命大爆发中发挥了作用，这些方法可让神经回路更具灵活性，从而促进其与环境的相互作用。寒武纪生命大爆发这一事件发生在约 5.4 亿年前的寒武纪早期，持续了约 2000 万年到 2500 万年，其间地球上的生命经历了从单细胞生物到多细胞生物的巨大演化。

生物科技创业公司 Conception 正尝试彻底改变人类的生殖方式。他们试图加速商业化被称为体外配子生成（in vitro gametogenesis 或 IVG）的技术，本质上将诱导多能干细胞转变为人类卵子。这项实验性技术可帮助因癌症治疗而失去卵子、无法产生健康卵子以及因年龄卵子不再具有活力的女性。公司联合创始人 Matt Krisiloff 说它还可以让同性伴侣生育亲生的孩子。他本人是同性恋，因此对此非常感兴趣。公司首席科学官 Pablo Hurtado 也是同性恋。IVG 可以将 Hurtado 的一个细胞诱导为卵子，然后与伴侣的精子结合，通过代孕母亲产下与两人有遗传关系的婴儿。女同性恋的细胞也可以使用相同的技术诱导为精子。

最广泛接受的宇宙学模型认为宇宙年龄约 138 亿岁，但发表在《皇家天文学会月刊》的一项研究将宇宙年龄增加了一倍至 267 亿岁。研究结论不仅挑战了主流宇宙学模型，也为所谓的“不可能的早期星系问题”提供了新的解决方案。多年来，科学家通过测量宇宙大爆炸以来时间的流逝，并根据来自遥远星系的光的红移研究最古老的恒星，以及对宇宙微波背景辐射和宇宙膨胀等现象的精密观测，估算出宇宙的年龄为 137.97 亿岁。但是这一模型并不完美，它存在一些难以解释的矛盾和悖论。其中之一就是所谓的“不可能的早期星系问题”，即在宇宙形成后不久，就出现了一些非常大、非常亮、非常成熟的星系。研究人员引入了保罗·狄拉克假设的“耦合常数”的概念。耦合常数是控制粒子之间相互作用的基本物理常数，狄拉克认为这些常数可能随着时间的推移而变化。如果允许这些常数发生变化，早期星系形成的时间框架可从数亿年延长到数十亿年，为其处于更高发展水平提供了更可行的解释。

门氏菌通常会引起食物中毒，但 2019 年，71 岁的加拿大人爱瑞特·巴尔布尔自愿喝下一瓶含有 10 亿个活性鼠伤寒沙门氏菌的液体，作为对抗胰腺癌的最后手段。当时，胰腺癌已经扩散到她体内其他器官，她只能活几个月。她喝下的沙门氏菌经过了基因改造，可攻击癌细胞，且对身体其他部位的毒性比普通沙门氏菌小。巴尔布尔是世界上第一个在接受化疗的同时尝试沙门氏菌疗法的人，结果显示，她的肿瘤缩小到了原来的 10%。新研究表明，一些栖息于肿瘤上的细菌和真菌可影响癌症的进展和治疗情况，有望成为抗击癌症武器库中的新利器。一些相关药物目前正在临床试验中，这些微生物可深入到化疗等现有疗法难以触及的地方，为攻击肿瘤提供替代方法。

美国国家标准与技术研究院等机构的研究人员在《科学》杂志上报告称，他们开展的一项精确度达到创纪录水平的新测量，证实了电子中电荷的分布基本上是完美的圆球形。该结果意味着，要解开宇宙中物质为何多于反物质这一谜团需另辟蹊径。最强大的粒子对撞机 LHC 也对此无能为力。寻找物质反物质不对称性证据的一个目标是电子的电偶极矩（eEDM)。电子是由负电荷组成的，eEDM 表明了电荷在电子北极和南极之间分布的均匀程度。测量到任何高于零的 eEDM 都将证实存在不对称性——电子更多地呈蛋形而不是圆形。但没有人知道这种偏差到底有多小。此次研究团队创下了精确测量 eEDM 的纪录，比之前的测量结果精确度提高了 2.4 倍。

研究人员在 66 名一年级大学生观看一系列视频片段的同时，对他们的大脑进行了检查。这些视频的主题从伤感的音乐视频到派对场景和体育赛事，为分析提供了各种各样的场景。在扫描之前，年参与者被要求完成孤独量表。根据调查结果，研究人员将参与者分为两组：孤独和“不孤独”。当参与者观看视频时，他们用功能磁共振成像扫描每个参与者的大脑。比较两组人的脑成像数据，研究人员发现，孤独的人比不孤独的人表现出更多不同和特殊的大脑处理模式。遭受孤独之苦的人不仅与社会处理世界的规范不太相似，而且每个孤独的人也有独特的方式。这种独特性可能会进一步影响孤立感和缺乏社会联系的感觉。

衰老通常与认知功能下降有关。海马体和邻近的大脑皮层对学习和记忆至关重要，它们是最先受到影响的大脑部位之一。认知能力缺陷与海马体体积减少和海马体与(周围)内嗅皮层之间的突触连通性恶化有关。越来越多的证据表明，体育活动可以帮助延缓或避免老年人的这些结构和功能衰退。最近进行的一项研究为运动的好处提供了新的见解。这强调了成年人，特别是中年人在一生中保持身体活动的重要性。在这项研究中，研究人员专注于长期跑步对年轻成年小鼠在中年时产生的新海马神经元网络的影响。这些“奔跑的小鼠”表明，在中年跑步可以使成年时出生的老年神经元保持连接，这可能会预防或延缓与衰老相关的记忆丧失和神经退化。

广义相对论指出，宇宙早期的运行速度似比今天观测到的慢得多，但追溯如此亘古的时间是极大挑战。在一项最新研究中，澳大利亚和新西兰科学家使用类星体作为“时钟”破解了这个谜团。他们发现，在宇宙很年轻时，天体的运行速度似乎是今天看到的1/5，这是迄今对宇宙时间膨胀最早的观测。爱因斯坦认为，时间和空间是交织在一起的，自宇宙大爆炸开始，宇宙就一直在膨胀，这种空间的膨胀意味着早期宇宙的时间应该也在膨胀，来自古代宇宙事件的光必须传播更长距离才能到达地球，因此需要更多时间才能到达。如此一来，与现在发生在附近的同一事件相比，非常遥远的宇宙事件似乎展开得更慢。最新研究分析了 20 年来观测到的 190 个类星体的细节。结果发现，宇宙大爆炸 10 亿年后，这些类星体的运行速度似乎仅为现在的 1/5，进一步证实了爱因斯坦对宇宙膨胀的描述——随着年龄的增长而加速。

居于海洋食物链最顶层的史前巨齿鲨并不是冷血杀手，对其牙釉质的同位素分析显示，它是温血动物。巨齿鲨大约在 258 万年前灭绝，科学家发现它能维持比周围海水温度高 7 摄氏度的体温，比同期的其它鲨鱼温差更大，这足以将其归类为温血动物。巨齿鲨长达 15 米，属于鲭鲨科，今天的鲭鲨科鲨鱼包括大白鲨和长尾鲨。虽然大部分鱼类是冷血动物，其体温与周围水温相同，但鲭鱼鲨使其全部或部分身体的温度略高于水温。这种特性被称为中温性或区域恒温性。巨齿鲨这种维持体温的特征是导致其灭绝的原因，其灭绝时正处于全球变冷的时代，它无法在新环境下生存下去。

根据发表在《Nature Aging》期刊上的一项研究，单次注射寿命蛋白 klotho 可以改善老年猴子的认知功能。研究人员认为，这一成果或能推动 klotho 作为一种脑功能恢复疗法的临床转化。认知是大脑的关键功能，但衰老和年龄相关性疾病（如阿尔茨海默病）会导致认知障碍。随着全球人口老龄化，认知障碍已经成为需要有效药物干预的一个生物医学挑战。klotho 是一种由肾脏、大脑组织表达的天然蛋白质，以类似于激素的方式在体内循环。其以希腊命运守护神命名，参与多个重要生理学功能。klotho 也是一种会随年龄增长而减少的长寿蛋白，早前研究已被证明能延长小鼠寿命，近期还被发现能增强小鼠的突触功能和认知能力——无论年少还是年老小鼠，klotho 蛋白片段治疗都可以改善其大脑功能。

根据发表在《Current Biology》上的一项研究，对化石记录的统计分析显示，胎盘哺乳动物（包括人类、狗和蝙蝠）起源于恐龙大灭绝之前，这意味着它们曾与恐龙短暂共存。直到小行星撞击地球后，胎盘哺乳动物的现代谱系才开始进化，这表明一旦恐龙消失，它们才能更好地实现多样化。 6600 万年前一颗小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛附近地面引发的灾难性破坏，导致所有非鸟类恐龙的死亡，这一事件被称为白垩纪—古近纪(K-Pg)大灭绝。长期以来，研究人员一直在激烈争论，胎盘哺乳动物是在恐龙大灭绝之前就已存在，还是在恐龙大灭绝后才进化出来的。研究小组表示，胎盘哺乳动物的化石遗骸只在年龄小于 6600 万年的岩石中发现，但分子数据表明胎盘哺乳动物的起源更为古老。

多个研究团队在《The Astrophysical Journal Letters》上发表了四篇论文，报告首次观测到“引力波背景”证据。引力波产生的源头可能是一对相互绕转的超大质量黑洞。其质量是太阳的几百万到几十亿倍，是宇宙中最具存在感的天体。此次的发现有望为了解其数量和运动等提供线索。此次观测采用的策略类似于根据漂浮于海上的大量浮标动向描绘出波形。“脉冲星”被当作浮标。研究人员分析了散布在宇宙中的 68 颗脉冲星最长达 15 年的观测数据，锁定了信号到达时间比预测时间稍早或稍晚的现象。得出结论认为，这是引力波穿过导致地球和脉冲星之间的空间伸缩的证据。波长达到 9 万亿至 90 万亿公里。