你能想象冲马桶时，包含着各种病菌的气溶胶飞溅的场景吗？美国科学家利用绿色激光和摄像设备，揭示了人们在公共卫生间冲无盖马桶时，肉眼看不见的微小水滴是如何迅速喷射到空气中的。该研究首次使冲马桶产生的气溶胶羽流可视化，并测量其颗粒飞溅速度和扩散轨迹，以全新视角揭示了冲马桶的影响。此前研究发现，冲马桶时有些微小的、看不见的颗粒会释放到空气中。这些颗粒会运输大肠杆菌、艰难梭菌、腺病毒等病原体，给公共卫生间使用者带来暴露风险。而这种对潜在疾病暴露的可视化研究，为减少疾病传播提供了新方法。研究发现，冲马桶时产生的颗粒以 2米/秒的速度快速射出，在 8 秒内能到达马桶上方 1.5 米高处。虽然最大的颗粒往往会在几秒内沉降至马桶表面，但小于 5 微米或百万分之一米的气溶胶颗粒，可以在空气中悬浮几分钟或更长时间。

美国能源部宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施在 12 月 5 日的实验中首次实现了聚变反应的净能量增益，即从聚变实验中产生的能量多于输入激光的能量——输入 2.05 MJ（megajoules） 输出 3.15 MJ。可控核聚变被认为能提供无限的清洁能源。国家点火设施的这一突破距离实用还有很远的距离。它的工作原理是使用 192 台激光器将氢燃料球加热到超过 1 亿摄氏度，并施加逾 1000 亿倍地球大气气压的压力，使氢原子聚变并释放能量。这一过程模拟了太阳的核聚变。

对于不喜欢运动或去健身房的人来说，一个好消息是，一项新的研究发现，在日常工作中，只需三到四次一分钟的呼吸急促运动就能大大降低过早死亡的风险，尤其是心血管疾病导致的过早死亡。这是第一个准确衡量研究人员所谓的“剧烈间歇性生活方式体育活动”(VILPA)对健康益处的研究。VILPA 是指我们每天进行的短时间的剧烈运动(最多一到两分钟)。研究人员发现，每天只需三到四次一分钟的 VILPA 运动，就可以将全因和癌症相关的死亡率降低 40%，并将心血管疾病相关的死亡率降低 49%。大多数 40 岁以上的成年人没有定期锻炼或运动，这项研究揭示了偶尔的体育活动可以带来巨大益处。

哈勃望远镜至今观测到的最古老星系诞生于创世大爆炸之后 4 亿年，最近开始服役的韦伯望远镜具有强大的红外观测能力，它有望迅速打破哈勃的记录。现在天文学家确认韦伯观测到了诞生于创世大爆炸之后 3.5 亿年的星系，为至今观测到的最古老星系。研究尚未通过同行审议，但哈勃的记录很有可能被韦伯轻而易举的打破了，韦伯设计能观测到大爆炸 1 亿年后的光。研究人员分析了韦伯拍摄的 280 个星系，确定了其红移值，其中有四个星系红移值大于 10 ，两个红移值为 13，当时宇宙的年龄只有 3.3 亿年。这几个星系的质量都比较小，只有 1 亿个太阳质量，由年龄不到 1 亿年的年轻恒星组成。相比下，银河系的恒星超过 1000 亿颗，而太阳的年龄有 46 亿年。

瑞典 Linkoping 大学的研究人员发现了一种生物机制，可以增加恐惧记忆在大脑中的存储强度。这项在小鼠身上进行的研究发表在科学杂志《Molecular Psychiatry》上。它为焦虑相关障碍背后的过程提供了新的见解，并确定了焦虑和酒精依赖的共同机制。当受到威胁时，大脑杏仁核会被激活，并与大脑额叶的某些部分协作，这些部分被称为“前额叶皮层”，对情绪调节至关重要。研究人员研究了被称为 PRDM2 的蛋白质，这是一种抑制许多基因表达的表观遗传酶。此前发现，酒精依赖者的 PRDM2 水平较低，并导致过度的压力反应。在人类中，酒精依赖和焦虑相关的情况同时出现是很常见的，研究人员怀疑这是由这些情况背后的共同机制引起的。

一年前天文学家观测到持续近两分钟的伽马射线暴事件 GRB 211211A。伽马射线暴有两种，一种是持续不到 2 秒钟的短伽马射线暴，还有一种是持续 10 秒以上的长伽马射线暴。短伽马射线暴被认为是双中子星合并事件——即所谓的千新星；而长伽马射线暴则是超新星爆发。GRB 211211A 因此被认为可能与超新星爆发有关。但根据发表在《自然》期刊上的研究，两个独立研究团队报告   GRB 211211A 事件的源头是千新星。这一结论让科学家重新思考伽马射线暴。宇宙之谜还在等待我们去真正理解。

丹麦研究人员从格陵兰岛冻土中提取到约 200 万年前的生物 DNA，为迄今已知最古老 DNA。对它们的分析显示，这片荒凉的冰雪世界曾树木繁茂，栖息着多种动物。研究报告发表在《自然》期刊上。研究人员 2006 年从格陵兰岛北部皮里地半岛厚达 100 米、有约 200 万年历史的冻土中收集沉积物。最初受技术所限，他们没能从其中提取到远古 DNA。情况在过去几年发生改变。随着技术进步，研究人员从这些沉积物中提取到 160 多亿个 DNA 片段，其中大量属于现代微生物。对这些 DNA 片段的分析显示，200 万年前的格陵兰岛生活着乳齿象、驯鹿、野兔和大雁等动物。此外，这里不仅有如今还在当地能见到的苔藓、灌木、桦树等植物，还生长着白杨、杉树等如今通常生长在纬度较低地区的树木。研究人员说，格陵兰岛当时的平均气温比如今高 11 至 19 摄氏度。

甲龙以其覆盖身躯的装甲和尾巴棒槌著称。它的尾槌由几块大型皮内成骨组成，与最末几节尾椎愈合形成一支坚硬的棒子。大部分科学家认为甲龙的尾槌是用于防御捕食。但根据发表在《Biology Letters》期刊上的最新研究，尾槌可能主要是用于抽打彼此。论文主要作者 Victoria Arbour 博士多年来一直研究甲龙，她发现部分甲龙物种有尾槌，部分没有，后者又被称为结节龙。所以尾槌究竟用来做什么？她测量了现有的尾槌化石，估算其打击力量，发现小的尾槌太小而无法用作抵御捕食者。进一步研究认为尾槌可能是用于在种群内部打斗，可能会在对手的侧翼造成伤口。研究人员在名为 Zuul crurivastator 物种的一具保存良好的化石上找到了被认为通过反复抽打而形成然后愈合的创口。

微塑料——长度小于 5 毫米的小塑料片——正成为无处不在的生态污染物。研究表明，这些微小颗粒本身就具有潜在的危害，目前还不清楚它们对附着在其上的污染物会产生什么影响。现在，研究人员在 ACS 的《环境科学与技术快报》上报告称，当附着在微塑料上时，防晒霜等产品中的紫外线过滤器会使金属铬更具毒性。由于微塑料会在其表面积聚其他环境污染物，如重金属或有机分子，它们对野生动物、植物或人类造成的问题可能比最初想象的更严重。此前的研究表明，重金属很容易附着在微塑料上，这种结合可能会对水生生物造成潜在伤害。但除了粘附在其他污染物上之外，微塑料和它们上面的物质混合物还会相互作用，改变它们的化学性质。

根据发表在《Human Reproduction Update》期刊上的元分析研究，全世界男性的精子数比我们预想的更快减少。另一项相关研究发现男性生殖器也在缩小，无处不在的塑料以及久坐的生活方式可能是风险因素。2017 年 7 月发表的研究显示，1973-2011 年间，北美、欧洲、澳大利亚和新西兰男性的精子数量减少了逾 50%。在最新研究中，研究人员分析了 2014-2019 年间的精液样本研究，涉及 14233 名男性精液样本，地区包括中南美洲、非洲和亚洲的。结果显示不仅总精子数持续下降——总降幅达到 62%——2000 年以来每年降幅翻番。2017 年的报告还发现，精子浓度（每毫升精液精子数量）平均每年下降 1.6%，过去 40 年这些地区男性精子浓度下降了逾 52%。

我们生活在一个极化的世界之中，你我之间泾渭分明，一个群体中的个人与另一个群体中的个人几乎不存在共同价值观。根据 PNAS 上的一项研究，这种敌对关系是如此强烈，一个群体中的个人厌恶在极化问题如堕胎、政党、枪支权利上支持敌对群体，以至于他们宁愿给自己所在的群体造成相同或更大的伤害，而不是帮助另一方。研究人员认为身份关切（identity concerns）驱动了这一行动，个人认为支持敌对群体比伤害自己的群体更不符合价值观。

MIT 的神经科学家发现，成年人的大脑中含有数百万个“沉默突触”——神经元之间不成熟的连接，在被招募来帮助形成新的记忆之前，它们一直处于不活跃状态。到目前为止，人们认为沉默突触只在早期发育阶段出现，在这个阶段，它们帮助大脑学习在生命早期接触到的新信息。然而新研究显示，在成年小鼠的大脑皮层中，大约 30% 的突触是沉默的。研究人员说，这些沉默突触的存在可能有助于解释成年人的大脑是如何在不修改现有传统突触的情况下持续形成新记忆和学习新事物的。

一组研究人员在一块于索马里发现的陨石中，找到了至少两种地球上并未发现的新矿物质，这一发现有望揭示小行星如何形成，科学家们也希望为这些新矿物质找到用武之地。这颗陨石名为 El Ali ，在索马里希兰地区的 El Ali 镇附近被发现，重约 16.5 吨，是迄今发现的第九大陨石。在研究来自这颗陨石的一块 70 克的切片时，新矿物质的细节引起了科学家的注意，通过将这些矿物质与之前在实验室合成的版本进行比较，他们鉴定出这是两种新矿物质。新发现的两种矿物质分别被命名为“elaliite”和“elkinstantonite”。第一个名字源自陨石本身的名字“El Ali”；第二个名字源自美国国家航空航天局即将进行的“普赛克”任务的首席研究员琳迪·埃尔金斯·坦顿。该任务将向富含矿物质的小行星“普赛克”上派遣探测器，以发现太阳系如何形成的证据。

抗生素耐药是全球一个日益紧迫的公共卫生威胁，澳大利亚科学家现在发现了一种新的抗微生物药物耐药性机制——用传统的实验室检测方法无法检测到——这一发现将对应对世界上最大的健康威胁之一的努力构成挑战。 研究人员在调查 A 组链球菌的抗生素敏感性时得到了这一发现。A 组链球菌是一种潜在的致命细菌，经常在喉咙和皮肤上发现，可以引起多种不同的感染。当细菌和真菌等细菌产生了战胜旨在杀死它们的药物的能力时，就会发生抗菌素/抗生素耐药性。这意味着细菌并没有被药物杀死，而是继续生长。耐药感染很难治疗，有时甚至不可能治疗。研究人员发现，这种细菌在被阻止产生自己的叶酸时，会直接从人体宿主获取叶酸。这使得抗生素无效，当病人应该有所好转时，感染可能会恶化。

Y 染色体的丢失对任何哺乳动物都意味着雄性减少和物种灭绝。因此没有 Y 染色体的奄美刺鼠的生存问题几十年来一直困扰着生物学家。研究人员现在发现，大鼠的一条正常染色体已经有效进化为新的雄性染色体。在奄美大岛发现的奄美刺鼠是少数缺乏 Y 染色体的哺乳动物之一。雌性和雄性一样都只有一条 X 染色体。为了弄清雄性刺鼠是如何存在的，研究团队首先对几只雄性和雌性刺鼠的基因组进行测序，但没有发现任何雄性特有的变异。然后他们更仔细观察，发现在雄性刺鼠中，3 号染色体两个副本中的一个有重复区域，位于能触发睾丸发育的 SOX9 基因旁边。该团队进行了一系列实验，包括将重复区域添加到刺鼠体内，以表明这种复制增强了 SOX9 的活性，从而有效取代了 Y 染色体的 SRY 基因。这意味着有重复的 3 号染色体变成了“原Y染色体”，而没有重复的染色体是“原X染色体”。

研究人员比较了三种饮食模式对患者在未来十年中经历心血管事件的风险的影响——控制高血压的 DASH 饮食，一种富含水果和蔬菜的饮食，以及典型的水果和蔬菜含量低而脂肪和钠含量高的西方饮食。研究小组的研究结果表明，尽管 DASH 饮食和水果/蔬菜饮食在八周的时间内分别降低了约 10% 的风险得分，但与西方饮食相比，DASH 饮食给女性和黑人成年人带来了额外的好处。研究结果发表在《美国心脏病学杂志》上。DASH 饮食法提供了水果和蔬菜，但强调更多的全谷物、瘦肉蛋白质、坚果和低脂乳制品，同时减少脂肪、饱和脂肪、胆固醇和糖。

哈佛、加州理工和 Google 的研究人员在《自然》期刊上发表论文，报告利用 Google 量子处理器 Sycamore 对全息虫洞进行量子模拟。广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界，比如天体物理对象。量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力是一种假设的物理理论，描述的是与这两类情况都相关的对象，比如黑洞的内部。量子力学与广义相对论在根本上是不相容的，因此对于量子引力的理论目前尚未达成共识。而全息原理是连接不同理论的一种方式，或有助于调和量子力学和广义相对论，它利用一个受限的物理系统将相对论解释为量子物理学的扩展。

根据发表在《科学》期刊上的研究，云南大学古生物学云南重点实验室的侯先光和瑞典隆德大学和悉尼麦觉理大学生物科学系的 Marcel Sayre 等人报告，一种死于 5 亿多年前的微小海洋生物的化石可能会迫使科学教科书重写大脑的进化过程。这具化石最初发现于 1984 年，长仅半英寸（小于1.5厘米），迄今为止，它隐藏着一个关键的秘密：一个精心保存的神经系统，包括大脑。这是迄今为止最古老的大脑化石。化石属于 Cardiodictyon catenuum，属于一种已灭绝的动物，被称为铠甲叶足类动物，这种动物在寒武纪早期大量存在。化石显示早期的头部没有分割，这表明大脑和躯干神经系统可能是分开进化的。

根据发表在《科学》期刊上一项针对数千人的研究，全球各地的人一生中所消耗的水量存在很大差异。这打破了人们的固有观念，即每天 8 杯水可以满足人体每日所需水分。研究测量了 26 个国家 5600 多人的饮水量，参与者年龄从 8 天到 9 6岁不等。研究人员发现，人们每天的平均饮水量在 1 升到 6 升之间，还有人饮水量高达 10 升。在这项研究中，男性在 20 多岁时，水周转量达到峰值，而女性在 20 岁至 55 岁时保持平稳。新生儿水周转量最大，每天周转约 28% 的体内水分。在所有条件相同的情况下，男性和女性的差异大约是半升水的周转量。研究结果预计，一个 20 岁、体重 70 公斤、生活在发达国家的海平面高度、平均气温 10 摄氏度、相对湿度 50% 的非运动员男性，每天会吸收和流失约 3.2 升水。同样年龄和活动水平的女性，体重 60 公斤，住在同样的地方，需要消耗 2.7 升水。研究人员发现，一个人消耗的能量增加 1 倍，则他们每天用水量将增加约 1 升。体重增加 50 公斤，用水量则增加 0.7 升。湿度每增加 50%，用水量就会增加 0.3 升。运动员比非运动员多消耗大约 1 升水。

法国密码学家 Cecile Pierrot 破译了 500 年前西班牙国王卡洛斯一世兼神圣罗马皇帝查理五世一封写给其法国王室大使的密码信。Pierrot 最初是在法国南锡的一个宴会上听到这封信的，她最终在当地历史博物馆的地下室里找到了该信。她以为只要几天时间就能破译，结果发现密码信的破译难度超过预期。她的团队缓慢取得了进展，在历史学家 Camille Desenclos 的指引下依靠皇帝其他加密信函的非官方译本的帮助下成功破译了加密信。Pierrot 称没有译本的参考她们也能破译，但这节省了很多时间。查理五世是当时欧洲最强大的统治者之一，虽然法兰西是他一生之敌，他当时与法国已经停战，想要集中精力对付一个新出现的敌人，在信中要求其大使密切注意法国王室的动向。他还在信中谈到了一个传言：意大利雇佣兵领袖 Pierre Strozzi 把皇帝本人列入暗杀名单。他有点担忧，让大使查清。这封信的完整译本预计以论文形式发表。