Bob O’Dell 不确定看到的东西。那是 1992 年，他刚获得哈勃太空望远镜的新图像，图像放大了猎户座星云中的一些年轻恒星。O’Dell 一直希望研究星云本身，这是一个由恒星组成的区域，相对靠近地球。然而另一件事引起了他的注意。有几颗恒星看起来完全不像恒星，而是被一层朦胧的光罩笼罩着。O’Dell 表示，它们似乎形成了“对着星云的剪影”。

O’Dell 和他的同事最初认为看到的可能是哈勃望远镜主镜扭曲造成的图像伪影，主镜的形状曾有轻微缺陷，在 1992 年的一次航天飞机任务中修复。曾担任哈勃项目科学家的 O’Dell 表示：“我们真的想知道这是否是主镜缺陷造成的残余影响。”然而他们很快看到了越来越多类似现象，甚至是在主镜修好之后，意识到这不是缺陷。他们实际上看到的是年轻恒星周围的尘埃和气体的婴儿盘。他们首次见证了行星的诞生。

O’Dell 的原行星盘发现引发了我们对行星形成理解的转变。在接下来的几十年里，天文学家意识到我们对行星是如何形成的经典观点——小岩石聚集成更大的岩石，然后进一步聚集——可能是不正确的。对于像木星和土星之类的气态巨行星，一种被称为“卵石吸积”的模型，即一个占据主导的物体吞噬较小的岩石——取代行星世界如何形成的旧观点。

太阳系内部的岩石世界更棘手。行星科学家一直在激烈争论“卵石吸积”是否可以解释地球及其邻居是如何形成的，或者更古老的观点是否仍然最有可能。过去几年，这种碰撞不断在科学期刊文章中上演，甚至还出现在巴伐利亚阿尔卑斯山的一座城堡中。

这场辩论不仅影响到地球及地球上水的起源等重大谜团。其答案还将有助于揭示类地世界在整个宇宙中的普遍性。这样的世界仅仅是多个偶然事件机缘巧合造成的意外吗？若是如此，宇宙其他地方存在生命的希望就很渺茫了。或者太阳系因具有正确的成分，存在宜居行星具有一定的确定性？那我们可能只是诸多有生命行星中的一员。

Isaac Nape 是南非 Wits 物理学家精英团队的一员，他领导了一项国际研究，揭示了量子纠缠态的隐藏结构。研究发表在《Nature Communications》期刊上。Nape 正在 Wits 大学攻读博士学位，专注于利用结构化光模式进行高维信息编码和解码，以用于量子通信。今年早些时候，他在南非物理研究所（SAIP）会议上获得了两个奖项，此前他已经在光学和光子学领域获得了多项荣誉。他曾经获得“应用物理学最佳博士口头报告”奖，并同旁人一起获得了“光子学最佳博士口头报告”奖。现在，Nape和他在 Wits 的同事以及来自苏格兰和台湾的合作者为量子计算和通信提供了一种新的、快速的工具。“在许多维度上纠缠在一起的量子态是我们新兴的量子技术的关键，其中更多的维度意味着更高的量子带宽（更快）和更好的噪声恢复能力（安全性），这对于快速安全的通信和加快无错误的量子计算至为重要。”

包括人类在内的动物在通过感官移动或感知环境的方式上表现出不对称性。例如在处理声音信号或者图像时，一个人可能更喜欢用某一只耳朵或眼睛胜过另外一只。对狗来说，这种不对称性表现在诸如摇尾巴、嗅东西时使用的鼻孔，或者甚至是在试图去抓够不到的东西时偏爱使用的爪子等行为上。大脑中的功能也存在单侧性。布达佩斯 Eötvös Loránd 大学家庭犬项目首席研究员Andrea Sommese 博士解释说：“歪头是狗的另一种不对称运动，但是从未被研究过。我们调查了狗的这种行为在响应特定的人类口头发声时的频率和方式：当主人通过叫狗的名字来要求它将玩具取来时。我们意识到这种情况经常发生在狗听到主人说话时，所以才这样做。”之前一项研究表明，不是每一只狗都能在接受了 3 个月的强化训练后学会玩具的名称。研究人员分析了在那次研究中收集的视频。测试相当容易：玩具被放在一个房间里，主人和实验对象在另一个房间里。在每次实验中，主人都会说出一个玩具的名字，要求狗将相应的玩具取来。

NASA 哈勃太空望远镜因仪器故障而离线一周多，工程师正调查问题，它有可能会继续停止服务一周。在发送表示“同步消息”丢失的错误代码之后，哈勃望远镜的科学仪器于 10 月 25 日早上进入安全模式，同步消息为仪器提供计时信息。安全模式停止了该望远镜的科学操作，尽管该仪器本身和航天器的其余部分都状态良好。这不是哈勃第一次受到同步消息问题的影响。NASA 在 11 月 1 日发表的声明中表示，两天前该仪器还因为丢失了特定同步消息而发出错误代码。控制器重置了仪器，科学操作在第二天恢复了。尽管存在这些问题，天文学家仍希望哈勃能在这个十年的大部分时间里保持运行。在 6 月初美国天文学会（American Astronomical Society）的一次会议上，太空望远镜科学研究所（Space Telescope Science Institute）的官员表示，他们正在采取措施，将该望远镜及其仪器的寿命延长至 2030 年。

维基百科是有史以来最大的百科全书，是一个由志愿者维护的全球项目。新冠疫情爆发后，全球范围内的流动受到限制，当时不清楚人们对维基百科的贡献是否会因疫情而减少，或者志愿者是否能承受额外的压力并增加他们的贡献，以适应不断增长的读者群——最近的一些研究证明了这种增长。一组欧洲研究人员在《Scientific Reports》期刊发表论文，分析了 2018 年至 2020 年维基百科 12 个语言版本的 2.23 亿次编辑，发现维基百科的全球志愿者社区对疫情做出了灵活的反应，大大提高了生产力和加入社区的新人数量。同疫情之前的数据相比，对英文维基百科的贡献增加了 20% 以上。研究工作揭示出全球志愿者对新冠危机的反应，为关键在线社区在压力之下的行为提供了宝贵的见解。

上个周末，国际空间站上的宇航员有幸在太空里吃上了墨西哥炸玉米卷：炸玉米卷里用的青辣椒是在太空种植的。NASA 表示，作为 Plant Habitat-04 调查的一部分，科学家七月份开始在国际空间站种植辣椒——一种在新墨西哥州的哈奇谷发现的辣椒，以期更多地了解太空中的“植物-微生物相互作用”。宇航员之前曾在太空里种植过其他的作物，例如生菜和萝卜。但是 NASA 表示，辣椒更难于在太空中种植，因为它们需要相对较长的时间才能发芽然后结果。这是 NASA 第一次在太空中种植辣椒，宇航员在周五品尝到了他们的劳动成果，收集了收获的红辣椒和青椒数据。

工业设施排放有害的空气污染物不是什么秘密。一项新的 ProPublica 分析首次显示出它们排放了多少有毒的空气污染物——以及它们释放出多少化学物质可能会增加所在社区的癌症风险。ProPublica 分析了五年建模环保署（EPA ）数据，确定全国 1,000 多个有毒热点，发现估计有 250,000 名生活在这些区域的人可能面临着 EPA 认为不可接受的、额外的癌症风险。

EPA一直在收集我们赖以分析的信息。全国数千家被认为是有毒空气污染物主要来源的设施每年都向政府提交一份关于其化学排放状况的报告。但该机构从未以这种方式发布过数据：让公众了解在他们居住的地方呼吸空气的风险。使用 2014 年至 2018 年间提交的报告，我们估算了全国工业来源带来的额外癌症风险，将其全部标注在地图上。EPA 对可接受的癌症风险水平的阈值是万分之一，这意味着在一个地区生活的 10,000 个人中，可能会多出一个癌症病例。但该机构也表示，在理想情况下，美国人因空气污染而增加的癌症风险应该低得多，为百万分之一。专家表示，我们的地图突出显示了额外癌症风险大于 十万分之一的区域——比 EPA 的阈值低10倍，但仍然足够高，值得关注。

碳捕获、制氢和合成燃料等技术被认为可用于应对二氧化碳排放造成的危机。虽然有小型试点示范，但大多数没有证明能扩大规模成为我们所需要的经济解决方案。一组欧洲研究人员将这些方法视为单一连贯生产平台的一部分，利用阳光和空气产生油。研究团队通过安装在苏黎世实验室屋顶上的一个小装置，利用镜子和少量反应室生产出了少量燃料。虽然完整生产过程是否能扩展还需要证明，但研究人员计算出该平台可使用撒哈拉沙漠的一小部分土地为整个商用飞机行业提供燃料。

总体而言，结果很明确：这个流程有效，但现阶段效率不够高，因此论文的大部分内容都考虑了优化和规模化。优化主要是很多小的改进，例如更好地利用废热以确保太阳能反射器能提供所有必需的热量。其他目标包括更好的催化剂和储存气体的更好方法。然后是规模的问题。研究人员估计，要为一个每日在纽约和伦敦之间往返的航班提供燃料，需要在阳光充足稳定的地区，用十个镜子农场将阳光反射到反应室。这意味着用镜子覆盖大约 3.8 平方公里的沙漠。满足所有商业航空的燃料需求需要占据 0.5% 以上撒哈拉沙漠表面。这意味着要用很多镜子。

研究人员表示，我们可能会看到其他可再生资源的成本大幅降低，包括太阳能聚光等技术。最近 15 年，这种基于镜子的技术价格下降了 60%。但是考虑到所有这些镜子及其相关硬件的材料成本很高，再加上保持它们清洁的维护成本，我们所看到的光伏价格下降是否可能依然值得怀疑。不利的一面是，聚光太阳能发电成本持续下降，其中很多节省的成本可能会应用于这样的热驱动化学。这个基本概念——太阳能绿色化学——可能适用于生产价值高于煤油的燃料。