暗物质理论是目前最广泛接受的解释可见宇宙中缺失物质的假说。但天文学家对 150 多个星系的观测支持了替代理论——修正引力模型。暗物质假说最早是在 1930 年代提出的，根据牛顿的万有引力，一个物质的质量越重，其引力就越强。但天体物理学家 Fritz Zwicky 注意到，星系团的旋转速度比其引力所允许的快得多。他认为星系团包含的物质多余可见物质，而看不见的物质就被称为暗物质。但暗物质理论面临的最大问题是至今没有发现构成暗物质的粒子。也许暗物质根本就不存在。现在，天文学家报告他们发现了支持替代的“修正牛顿引力理论（Modified Newtonian dynamics，MOND）”的证据。研究报告发表在《Astrophysical Journal》期刊上。MOND 最早是在 1982 年提出的，认为在低加速条件下，引力的效应比牛顿引力定律描述的更强。天文学家的最新观测符合 MOND 的预测。

澳大利亚昆士兰大学和诺基亚贝尔实验室的物理学家演示了光波时间反演的新技术。研究报告发表在《Nature Communications》期刊上。光波时间反演并不意味着他们真的逆转了时间流动，而是找到了方法诱导光波反向折回前向信道，回到它的出发点。这是首次在控制光的所有自由度的情况下实现时间反演。波的时间反演发生在波通过一个媒介传播之后从另一端以相同的路径返回到出发点，两条路径除了时间方向不同在数学上是相同的。

根据发表在《Nature Communications》期刊上的一项研究，对 38,701 名成年人的研究显示，孤独者有着独特的大脑信号。参与者包括 47.5% 的男性和 52.5% 的女性，年龄在 40–69 岁之间，平均年龄 55 岁，13% 的人称感到孤独。MRI 大脑扫描显示，孤独者独特的大脑特征包括不同大脑区域的体积变化和大脑区域之间的通信方式。这些变化可能与孤独者的思维模式有关，孤独者有着超过平均水平的想象中的社交活动。

由世界卫生组织(WHO)领导的一个由 12 至 15 名国际专家组成的团队准备前往武汉调查证据，包括中国研究人员收集的人体和动物样本，并在中国方面的初步研究基础上继续进行调查。专家团中来自丹麦的成员 Thea Fischer 表示，专家团将在“新年刚过”就出发，执行为期六周的任务，包括在抵达时进行两周隔离。世卫组织动物疾病方面的顶级专家 Peter Ben Embark 上个月表示，专家团希望采访武汉批发市场的工作人员，了解他们是如何感染病毒的。

日本宇宙航空研发机构（JAXA）证实，从小行星探测器“隼鸟2号”返回舱内的样本容器中收集的气体是来自小行星“龙宫”的气体样本，这是科学家首次获得来自深空的气体样本，有助进一步揭示生命的起源。JAXA称，已于6日在澳大利亚伍默拉军事禁区附近的沙漠中回收了脱离“隼鸟2号”小行星探测器返回地球的一个微型太空舱。7日，研究人员在该地的快速观察设施内对样品容器内收集的气体进行了质谱分析，结果表明这一气体的组成成分与地球大气的不同。

中日科学家确认 GN-z11 是已知最遥远最古老的星系。研究报告发表在《Nature Astronomy》期刊上。 2016 年哈勃望远镜发现 GN-z11 时，初步判定它的红移可能达到了10 以上。国际上普遍认为，现有的望远镜很难测量出该星系的准确红移值，需等待詹姆斯·韦伯望远镜等下一代平台。北京大学科维理天文与天体物理研究所江林华领导的团队利用世界上最先进的地面红外望远镜之一——夏威夷山上十米口径的凯克（Keck）望远镜，对 GN-z11 进行了深度光谱观测，基于光谱分析出该星系的准确红移值 z=10.957，证实其为 134 亿光年之外的星系。

在某种程度上，学习编程与学习一种语言差不多。需要学习新的符号和术语，代码必须正确组织以指示计算机去执行任务。代码必须足够清晰以让其他程序员阅读和理解。虽然存在这些相似性，MIT 神经学家发现阅读计算机代码没有激活参与语言处理的大脑区域，而是激活了被称为多需求网络（multiple demand network）的分布式网络，这一网络也被用于处理复杂认知任务如解决数学问题或填字游戏。相比数学和逻辑问题，阅读代码激活的多需求网络部分并不相同，显示编程并没有精确复制数学的认知需求。研究报告（PDF）发表在《eLife》期刊上。

蜜蜂必须与其强大的敌人大黄蜂展开没有休止的斗争。大黄蜂会抓住个别蜜蜂，也会侵入蜂巢。它们会将遇到的每一只蜜蜂的头咬掉，占据蜂巢吞食幼虫。为了对抗大黄蜂的入侵，亚洲的蜜蜂已经发展出多种应对策略。根据发表在 PLOS ONE 期刊上的一项研究，科学家在越南发现了蜜蜂的一种新策略：将动物粪便抹在入口。这种粪便可以击退大黄蜂，是蜜蜂使用工具的首个明显证据。研究人员观察到，在遭到大黄蜂攻击之后，蜜蜂开始给蜂巢入口抹上动物粪便。目前还不清楚大黄蜂为什么会讨厌动物粪便。可能是粪便的气味，或是粪便的气味掩盖了蜂巢的气味。

外表可爱的大熊猫被发现在嗅到新鲜马粪后会躺下然后在上面打滚，用爪子确保自己从毛绒绒的耳朵尖到尾巴都能抹上马粪，直到黑白分明的毛皮完全变成另一个颜色。根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究，中国研究人员提出，这种行为也许能帮助大熊猫忍受寒冷，马粪中的某种成分可能导致某种体温调节细胞短路，而这种细胞原本会让大熊猫对寒冷敏感。2007 年，中科院生物学家魏辅文领导的科研小组首次注意到一只熊猫在一堆马粪里快活的样子。由于不确定是否属于偶然现象，他们花费多年用数十个相机陷阱追踪这些大熊猫，最终认定，这种行为是“绝对常见且典型”的。在2016年7月到2017年7月期间，他们记录下了38起类似行为。

2018年，科学家利用哈勃和多个天文台的观测首次发现了暗物质缺失的星系 NGC 1052-DF2，引发了天文学界关于天体性质和引力定律的激烈争论。现在，NASA与欧洲空间局（ESA）利用哈勃望远镜的最新数据，解释了为什么星系中会有大部分暗物质“失踪”。该研究不仅解决了一项天文学难题，也让有关星系形成和演化的现有知识与宇宙学模型达成一致。科学家发现，潮汐破坏的影响可以解释 NGC 1052-DF2 缺失的暗物质：邻近的大型星系 NGC 1035 的引力正在将 NGC 1052-DF4 拆解开来，在这一过程中，暗物质被“剥离”了，但恒星在随后“感受”到的其实是与另一个星系的相互作用。

ESA 的盖亚（Gaia）探测器发布了银河系迄今最详细恒星图录，也包括首次对太阳系加速度开展光学测量得出的结果，有助科学家进一步揭示银河系演化历程。盖亚于 2013 年发射升空，在拉格朗日2号（L2）点周围的轨道上运行，距离地球 150 万公里。地球和太阳之间的引力在此处达到平衡，可使航天器保持稳定，开展长期测量。它主要使命是利用视差法测量恒星距离，通过连续扫描天空，测量恒星位置随时间的变化，据此计算出它们之间的距离。它的前两次发布的数据囊括了16亿颗恒星的位置，这次公布的结果使恒星总数接近 20 亿颗，数据的精度远超先前数据。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宣布，“隼鸟2号”释放的密封舱已回收。“隼鸟2号” 5 日下午 2 点半左右分离并向地球释放了装有样本的密封舱。历时 6 年、飞行距离约 52 亿公里的探测之旅进入最终阶段。密封舱包含了从小行星“龙宫”采集岩石样本，通过分析有可能进一步揭示太阳系的起源。密封舱在距离地球约 22 万公里高度分离后进入大气层，6 日凌晨 2 点 47～57 分（当地时间凌晨 4 点 17～27分）落在澳大利亚南部伍默拉付近的沙漠。“隼鸟2号”将用剩余燃料飞往下一个小行星，它已经成功完成了轨道修正机动，目前状况正常。

新华社报道，中国完成新一代托卡马克核聚变装置的建设。托卡马克（Tokamak）利用磁约束实现受控核聚变。该装置被称为“中国环流器二号M”（HL-2M），比上一代型号 HL-2A 更加紧凑，等离子体温度可达到 1.5 亿摄氏度，远超 HL-2A 的 5500 万摄氏度，等离子体体积三倍于 HL-2A，等离子体电流强度六倍于 HL-2A，可实现高密度、高比压、高自举电流运行，将大力提升我国堆芯级等离子体物理研究及相关关键技术研发水平。

中科院力学所的研究人员在英文版的《中国航空学报》上发表论文，报告在高超音速发动机研究上取得了突破。研究人员说，他们制造出飞行速度高达 16 马赫的飞机发动机。这种被称为“站立式斜爆轰冲压发动机”（sodramjet）的发动机能给商业飞行带来革命性变化。如果属实，安装这种高超音速发动机的飞机能够在起飞后两小时内到达世界任何地方。研究人员期望凭借这种发动机，实现“重复使用而且能超越大气层飞行的飞机从机场跑道水平起飞，然后加速进入地球轨道，再返回大气层，最后在机场降落。”

中国科技大学潘建伟团队在《科学》上报告（预印本）实现了“量子优越性”，他们构建了 76 个光子的量子计算原型机“九章”求解数学算法高斯玻色取样只需 200 秒。玻色取样算法共同提出者 Scott Aaronson 在其博客上评论了这项研究，称他是这篇论文的一位审稿人。他说，Google 使用超导量子比特首次演示了量子优越性，中科大科学家首次演示了使用光子实现量子优越性是可能的。中国的研究相比 Google 研究的一个巨大技术优势是有更多可能的输出状态——10^30。他说，高斯玻色取样不是通用量子计算，只是用来演示量子优越性。相比之下 Google 的 Sycamore 处理器更接近通用量子计算机，只是受到了量子比特数的限制。他表示玻色取样可能没什么实际应用。用经典算法验证 n 个光子的玻色取样需要花费 2^n 倍时间。他在审稿中曾询问论文作者为什么只验证实验结果到 26-30 个光子，为什么不能到 40 个或 50 个？论文作者回应称，他们验证到了 n=40，花掉了 40 万美元的超算时间，所以他们不再继续验证。Aaronson 透露了一个趣事，疫情期间一位论文作者寄给了他 200 个口罩，称这并没有影响到他的审稿，他对此表示感谢。

中国科技大学潘建伟团队在《科学》上报告在量子计算上取得突破。研究人员成功构建 76 个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高斯玻色取样只需 200 秒，而目前世界最快的超级计算机要用 6 亿年。新华社称，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。去年 9 月，美国谷歌公司推出 53 个量子比特的计算机“悬铃木”，对一个数学算法的计算只需 200 秒，而当时世界最快的超级计算机“顶峰”需 2 天，实现了“量子优越性”。与通用计算机相比，“九章”还只是“单项冠军”。但其超强算力，在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用价值。

位于波多黎各的阿雷西博天文台主设备平台于周一晚上倒塌，砸毁了望远镜反射盘。周四美国国家科学基金会在媒体简报会上公布了两则视频，清晰的展示了望远镜是如何倒塌的：最后的支撑电缆突然断裂，主平台随之坠落，尘埃四起。阿雷西博天文台建成于 1963 年，在中国的 FAST 500 米口径射电望远镜建成前是世界上最大的单孔径望远镜。它在今年内发生了两次电缆断裂事故。

国内的很多移动应用都在想方设法获取用户信息，如果用户拒绝应用访问某些权限，那么这些应用可能会拒绝用户使用。现在，网信办试图限制此类行为，它公布了《常见类型移动互联网应用程序（App）必要个人信息范围》的征求意见稿，截止日期 12 月 16 日。 征求意见稿规定，只要用户同意收集必要个人信息，App 不得拒绝用户安装使用。而“必要个人信息”的概念是指保障 App 基本功能正常运行所必须的个人信息，缺少该信息 App 无法提供基本功能服务。这意味着用户只要同意 App 收集必要信息，即便不同意其他权限，App 也必须允许用户安装使用并提供服务；反过来，若用户不同意收集这些必要信息，App 则可以不提供服务。

根据发表在《自然》期刊上的一项研究，研究人员提出了一种逆转动物视觉衰老时钟的新方法，即通过表观遗传重编程，让一些细胞处于“年轻”状态，使其能够更好地修复或替换受损组织。研究人员强调，目前为止，研究只在小鼠身上进行了试验，该方法是否适用于人类，或其他因时间而受损的组织、器官，还有待观察。衰老以多种方式影响着我们的身体，包括添加、移除或改变 DNA 上的甲基等化学基团，随着年龄增长，这些“表观遗传”变化会不断累积。这就提出了表观遗传变化导致衰老的可能性。

在发生两次电缆断裂事故之后，著名的阿雷西博射电望远镜 500 吨重的主设备平台于周一晚上倒塌，砸毁了望远镜反射盘，原因是最后一根支撑电缆也断了。阿雷西博曾是世界上最大的单孔径望远镜，今年 8 月 10 日和 11 月 7 日遭遇了两次电缆断裂事故，在最新事故前它已经处于岌岌可危的状态，美国国家科学基金会认为修复的尝试会让工作人员和工人置于危险境地，因此决定在受控的情况下对其进行拆除。国家科学基金会表示没有人员受伤的报告。