今年的诺贝尔物理学奖授予了三位在发现黑洞上做出重要贡献的科学家：牛津大学的著名科学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），他证明了黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果，虽然爱因斯坦本人并不相信黑洞真的存在，他分享一半的奖金；马克斯·普朗克地外物理研究所所长、加州伯克利教授 Reinhard Genzel 以及 UCLA 的 Andrea Ghez 发现银河系中心存在一个看不见的超大质量致密天体控制着周围的恒星轨道，他们共同分享另一半的奖金。

诺贝尔评选委员会宣布，2020 年度的诺贝尔医学或生理学奖授予了 Harvey J. Alter、Michael Houghton 和 Charles M. Rice，以表彰他们在“发现丙型肝炎病毒”方面作出的贡献。诺贝尔委员会指出，这三位科学家开创性的发现，解释了肝炎病毒的一个主要来源，从而弥补了此前对甲型和乙型肝炎病毒解释的不足。他们三位的工作可以回溯到上世纪七十年代和八十年代，因为他们的成就，数以百万人的生命得以拯救。"他们的发现也使得针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速开发。历史上丙型肝炎第一次被治愈，为人类消除丙型肝炎病毒带来了希望。"世界卫生组织估计全球有超过 7000万 人患有丙型肝炎，每年会新增40万人感染该病毒。病情表现出慢性症状，是罹患肝硬化和肝癌的主要病因。

在一个对糖越来越警惕的世界里，研究人员正在加快开发新形式的真糖，在保持甜味的同时提供更少的热量。世界卫生组织在 2015 年建议成年人每天摄入的热量中来自糖的比例应该低于十分之一。成年人平均每天摄入大约 2000 卡路里，其中糖不能超过 6 勺，这比一罐可乐的添加糖含量还要少。奥巴马政府之后颁发了新的政策要求企业披露其产品中的添加糖含量。部分欧洲和南美洲政府更进一步，对糖含量较多的产品添加警告标签和征税。这些措施看起来产生了影响。调查显示七成的美国人关心其食物中的糖含量。百事可乐已经承诺，到 2025 年至少三分之二的饮品中只有大约 100  卡路里的热量是来自添加糖。但问题是糖很难被替代。过去一个世纪开发的人工添加剂中没有一种能像糖那样难以抗拒，许多企业不再尝试开发替代糖，而是努力设计出更好的糖。人类的甜味感受器比其它味道的感受器的敏感度更低，舌头能品尝出百万分之几的苦味，但要从一杯水中尝到甜味，需要添加接近 1 勺的糖。

人类三分之一的生命被用于睡眠。为什么我们需要如此多时间的睡眠？两种主导理论都与大脑有关，其一认为大脑利用睡眠去重组细胞之间的连接，支持记忆和学习的电回路；其二认为大脑需要时间去清理一天中积累的代谢废物。神经学家一直争论哪一种功能是睡眠的主要原因，最新研究显示婴儿和成年人的答案可能不同。根据发表在《Science Advances》期刊上的研究，婴儿的大部分睡眠属于深度睡眠，即快速眼动睡眠(REM sleep)，他们的大脑快速构建新的细胞连接，并成长的越来越大；但到了 2 岁半左右，快速眼动睡眠的比重迅速下降，大脑切换到了维护模式，使用睡眠时间去清理和修复。其它哺乳动物的睡眠也经历类似的转变。

澳大利亚昆士兰大学的 Germain Tobar 与导师 Fabio Costa 教授合作在《Classical and Quantum Gravity》上发表论文，从数学上证明没有悖论的特定时间旅行是可能的。以阻止 COVID-19 零号病人感染病毒为例，如果你穿越时间去阻止那个人被感染，那么你就消除了回到过去阻止大流行疫情的动机。这就形成了一个悖论，一种不一致的现象。此类悖论让很多人认为时间旅行不可能在我们的宇宙里发生。部分物理学家认为时间旅行是可能的，但有限制条件，这种限制条件从逻辑上讲难以被人接受，因为影响到了我们任意行动的自由——你可以时间旅行，但无法做任何会导致悖论发生的事情。研究人员证明这两个条件不一定为真，事情可以自我调整使得时间旅行者的任何行动在逻辑上是一致的。继续新冠零号病人的例子，如果你试图阻止零号病人被感染，但在此过程中，你可能会感染病毒成为零号病人，或者其他人感染病毒成为零号病人。无论你做了什么，显著的事件会在你周围重新校准。意味着时间旅行无法阻止疫情，也不会消除你回到过去阻止疫情的动机。

8 月 19 日，天文学家使用夏威夷的 Pan-STARRS 天文台识别了一个将在秋天进入地球轨道的物体。这个被称为 2020 SO 的物体现在被认为是 1966 年撞毁在月球表面的探测器 Surveyor 2 使用的火箭助推器。NASA 近地天体研究中心主任 Paul Choda 博士解释说，2020 SO 的绕日轨道与地球极为相似，近似圆形，在同一平面，最远点距离太阳略微远一点。它与探月任务中火箭分离之后飞行的轨道相似。此类事件在 2002 年发生过一次，为阿波罗 12 号任务中土星五号火箭的上升级。不管是火箭还是小行星，2020 SO 将在 2021 年 2 月离开地球轨道。

印度孟买的大学生 Saad Bhamla 想为他的外祖父母买一对助听器，但助听器价格太昂贵了。15 年后他发明了 1 美元的 DIY 助听器。这项发明有望为数百万人恢复听力。全世界约有 2.3 亿 65 岁及以上的人患有与年龄相关的听力损失。为恢复听力，许多老年人都会求助于助听器，但每副价格近 5000 美元，对于许多中低收入国家的人来说，这些设备几乎是奢侈品。Bhamla 及其团队将一个麦克风焊接到一个小电路板上捕捉声音，并添加了一个放大器和一个频率滤波器，专门提高 1000 赫兹以上的高音音量。然后他们添加了一个音量控制、一个开关、一个用于插入标准耳机的音频插孔以及一个电池座。这个名为 LoCHAid 的设备大小与火柴盒相当，而且能如项链一样佩戴。如果批量生产，这种设备的制造成本不到 1 美元。

Ebisu 可能是世界第一只真实意义上的 copycat。研究人员首次演示了该日本猫在受控条件下模仿主人行为的能力。这种能力只有少数动物具有。动物行为学家 Kristyn Vitale 说，人们普遍认为猫是孤独的和反社会的，但研究巩固了猫在观察并学习我们的看法。发现 Ebisu 的模仿能力是很偶然的。日本训狗师 Fumi Higaki 告诉匈牙利罗兰大学的 Claudia Fugazza，她曾用训练狗模仿能力的方法训练一只名叫 Ebisu（日本财神的名字） 的猫，这只猫住在宠物店里，喜好食物，因此很容易训练。两人于是对 Ebisu 展开了一系列测试，显示猫能在 81% 的时间里精确模仿主人的行为。Fugazza 说，此前只有海豚、鹦鹉、猿和虎鲸展现出人类模仿能力。研究报告发表在《Animal Cognition》期刊上。

自 1992 年以来，天文学家已经在银河系内发现了数千颗行星。在其它星系里，行星肯定也很普遍。但由于距离遥远，要发现其它星系中的行星非常困难。现在，Harvard-Smithsonian 天体物理学中心的天文学家首次在另一个星系发现了一颗候选行星。这颗行星位于 2300 万光年外的大熊星座附近的 M51 漩涡星系，被命名为 M51-ULS-1b，比土星略小，围绕一个双星系统运动，它与母星的距离大约十倍于日地距离。之所以能发现这颗行星是因为双星系统之一是中子星或黑洞，正在吞噬附近的巨大恒星，在此过程中释放出了巨大的能量。该恒星系统是整个漩涡星系最明亮的 X 射线源之一。它产生的 X 射线亮度比太阳在所有波长的总输出还要明亮百万倍。类似行星凌日现象，当一颗巨大行星恰好经过地球观测的方向，它是有可能短暂遮住 X 射线源的。这正是 9 月 20 日发生的现象。钱德拉 X 射线天文台对其进行观测时注意到一个明亮度的变化。

一部分鸟儿非常聪明，它们能制造工具、理解抽象概念，甚至能识别毕加索和莫奈的绘画。但鸟类缺乏类似哺乳动物处理高级认知功能的大脑区域新皮质，科学家对鸟类如何处理高级认知功能一直感到困惑。现在研究人员在《科学》期刊上发表论文，他们分析了名叫 pallium 的前脑区域中的回路。pallium 有着由长纤维连接的独特结构。在对比了鸟、鼠、猴和人类皮质的图像之后，科学家发现鸟类 pallium 中的长纤维与哺乳动物皮质中的纤维十分相似，其回路与哺乳动物新皮质中的回路也十分相似。他们认为这种神经结构解释了为什么鸟儿有着出色的认知能力。

当现代人类祖先走出非洲，他们遇到了两个近亲：尼安德特人和丹尼索瓦人。当现代人类男性与尼安德特女性交配后，人类的 Y 染色体逐渐占据了主流，并最终替代了尼安德特人的 Y 染色体。研究人员分析了尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人类的 Y 染色体，发现尼安德特人早期的 Y 染色体更接近丹尼索瓦人，而后期的 Y 染色体更接近现代人类。研究报告发表在《科学》期刊上。计算机模型估计，这一替代发生在 37 万到 10 万年前。研究人员不确定为什么会发生替代。他们的一种猜测是尼安德特人的基因组中有着更多有害突变，自然选择更偏爱现代人类的 Y 染色体。尼安德特人少于现代人类，更少的人口更可能积累有害突变，人数更多、多样性更高的现代人类有着遗传优势。

至今为止超导材料有两类：s 波 和 d 波。现在康奈尔大学的研究人员发现了可能的第三类：g 波。研究报告发表在《Nature Physics》期刊上。常规超导体即 s 波超导体中的电子以库柏对结合在一起，彼此相向运动，无净角动量。最近几十年发现的 d 波超导体中，库柏对有两单位量的角动量。物理学家通过理论猜测还存在第三类超导体—— p 波超导体。但康奈尔大学研究人员发现的新超导材料不是推测的 p 波，而是一种全新的类型：g 波。

事件视界望远镜（EHT）项目去年发布了超大黑洞的第一个直接视觉证据。EHT 是一个通过国际合作而实现的、由八个地面射电望远镜组成的观测阵列，主要旨在通过形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜来捕捉黑洞的图像。该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系 M87 中心的黑洞。该黑洞距离地球 5500 万光年，质量为太阳的 65 亿倍。现在，研究人员结合旧的观测数据和数学模型，制作出动画展现了 M87 黑洞在 2009 年到 2017 年之间的演变。研究报告发表在《The Astrophysical Journal》期刊上。

狂犬病的治疗是世界性难题，发病后的死亡率接近100%。华中农业大学狂犬病研究团队本月初在《基因组生物学》发表论文称，他们在揭示狂犬病致病新机制的研究方面取得新突破。狂犬病毒主要破坏的是中枢神经系统，而这类病毒的基础研究目前仍然滞后，致病机理不甚明晰，因此这类病毒性疾病的有效防控和临床治疗面临极大的困难。之前的研究认为，狂犬病毒进入大脑以后就可以大肆增殖并对神经元进行破坏，神经元中没有对抗病毒的宿主基因。研究人员发现名为 EZH2 的蛋白是抑制狂犬病毒的关键开关。

MIT 的科学家分析 NASA 开普勒太空望远镜 K2 任务收集的数据并利用地面望远镜网络 SPECULOOS，识别了一颗类地行星 K2-315b，其公转一周为 3.14 地球日。研究报告发表在《Astronomical Journal》期刊上。研究人员估计 K2-315b 半径为地球的 0.95 倍，其母星为太阳的五分之一，公转一周 3.14 天。科学家猜测它是一颗岩石行星，但不太可能适合居住，因为它距离恒星太近，其表面温度预计高达 450 开尔文，这一温度足以烘培派了。

大约 12 万年前，一群人在一个古代湖泊岸边逗留，可能是寻找可饮用的淡水，也可能是在追踪大象、野驴和骆驼。几个小时内，人类和动物的足印就变干了，最终石化。这些古代的足印提供了早期人类曾在阿拉伯半岛定居的证据。研究报告发表在《Science Advances》期刊上。阿拉伯半岛长期以来被认为是早期人类离开非洲迁移到中东和欧亚大陆的一条路径。古代的阿拉伯半岛不像今天是成片沙漠，气候干燥，而是气候较为湿润，有许多淡水湖泊。但至今科学家只在该地区发现距今 8.8 万年的人类指骨。研究人员利用卫星图像和实地勘察，在今天沙特 Nefud 沙漠中被称为 Alathar 的湖床发现了数百个足印，绝大部分是动物留下的，但还有 7 个被确定属于人类。

在科学家宣布从金星大气层发现疑似微生物产生的气体之后，俄罗斯宣布它计划独立探索金星。俄罗斯航天局局长 Dmitry Rogozin 告诉记者，他们将启动一个项目，因为俄罗斯相信金星是它的星球。最早的金星探测器是苏联发射的，苏联共向金星发射了 30 多个探测器，以至于美国将其称为“苏联行星”。俄罗斯声称它有大量的材料显示金星上的部分物体改变了位置，或者可能存在生命。但这些都是尚未验证的假说。

根据 Sky and Telescope 的消息，木星可能有多达六百颗超小型卫星。这一发现引发了对卫星尺寸定义的争论。木星目前已知有 79 颗卫星。加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员利用 MegaPrime 相机拍摄的木星照片识别了 52 颗直径大约 800 米左右的天体。这些天体绝大部分是逆行的。研究人员根据得到的结果进行外推，认为木星有大约 600 颗直径 800 米左右的卫星。

Improbable Research 公布了 2020 年度 Ig 诺贝尔奖获奖名单：中国广西 5 名职业杀手将买凶杀人层层外包，但最后没有一个人拿钱办事，赢得了管理学奖。此案起因于一起地产纠纷，心怀愤恨的主使人花了 200 万元人民币买凶杀人，但“杀手一号”拿了钱之后，却花 100 万元人民币“外包”给“杀手二号”。接着“二号”又外包给“三号”，“三号”外包给“四号”，外包到第五位时，酬劳缩水到只剩下 10 万元人民币。“杀手五号”认为不值得为 10 万元杀人，于是和被害人商量装死交差，但没想到被害人随后报警追缉凶嫌，杀手和主使人全部被逮入狱。美国总统特朗普、俄罗斯总统普京、英国首相约翰逊、巴西总统博索纳罗、印度总理莫迪、墨西哥总统奥夫拉多尔、白俄罗斯总统卢卡申科、土耳其总统埃尔多安、土库曼斯坦总统别尔德穆哈梅多夫等世界多国领袖还共同获得了医学教育奖。这是因为他们利用新冠病毒疾病为全世界上了一课：“对于生和死的问题，政客比科学家和医生有更大的影响力。”和平奖则颁给了印度和巴基斯坦政府，这两国的外交官在半夜里偷偷按对方电铃，然后在有人出来开门之前跑走。昆虫学奖由 Richard Vetter 获得，他收集的证据显示昆虫学家都害怕蜘蛛，蜘蛛并非昆虫。材料学奖发给了一组科学家，他们以实验证明用冷冻人类粪便制作而成的刀子是不能使用的。

利用 2017 年中国发射的硬 X 射线调制望远镜，天体物理学家在 X 射线吸积脉冲星 GRO J1008-57 的表面发现了至今最强大的磁场——10 亿特斯拉，比地球实验室产生的最强磁场还要高数千万倍。研究报告发表在《The Astrophysical Journal Letters》期刊上。中科院高能物理研究所和德国图宾根大学的研究人员利用卫星对 GRO J1008－57 在 2017 年的一次爆发进行详细观测，在其 X 射线能谱中以高于 20 倍标准偏差的高置信度在 90 千电子伏特(keV)附近发现了一条回旋吸收线。根据理论推断，该回旋吸收线对应的中子星表面磁场强度高达约 10 亿特斯拉。中子星是宇宙中具有最强磁场的天体。中子星 X 射线双星系统由中子星与其伴随恒星组成，伴随恒星的气体在中子星的强引力作用下落向中子星，形成了围绕中子星高速转动的气体盘，称为吸积盘。如果磁场较强，吸积盘上的等离子体将沿着磁力线落到中子星表面，并发出强烈的X射线辐射。由于中子星的转动，X射线发射区随之旋转，形成周期性的X射线脉冲信号，因此这类天体也被称为“X射线吸积脉冲星”。