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汽车的尾气、咖啡的香味、烤肉的烟熏味……走在大街上，你能通过鼻端的不同气味判断自己所处空间位置的变化，并在不知不觉中产生愉悦或不愉悦的情绪反应。尽管如此，与视觉、听觉相比，人们的嗅觉却经常被认为是反应最迟钝的感官。一部分原因是气味儿是飘忽不定的，人们通常在吸气时才能感知气味，这使得实验中很难高精度地捕捉人类嗅觉的时间分辨能力，从而限制了人们对嗅闻速度和区分味道能力的准确评估。中科院心理研究所研究员周雯与团队开发了一款高时间精度的“嗅觉仪”，首次将人们对人类嗅觉时间分辨率的认识提升至“毫秒级”，发现人类嗅觉能感知间隔 60 毫秒呈现的两个气味分子其先后顺序的差异。而人的一次眨眼用时约 180 毫秒。
小鼠研究发现，成功会带来更多成功，这种赢家效应是由于突触可塑性的多重变化而形成的。研究报告发表在《Cell》期刊上。天生的攻击性是由腹内侧下丘脑（VMH）控制的——也被称为“攻击”中心——它塑造了动物的社会行为和恐惧反应。但攻击性也是可以习得的。在最新研究中，在连续对抗 1 天、5 天或 10 天的成对小鼠中，获胜最多的小鼠每天攻击对手的速度更快，时间也更长。这种欺凌行为变得普遍而稳定：与其他小鼠不同，10 天的胜利者攻击不熟悉对手的速度比熟悉的对手要快，在一周的隔离后，它们也没有摆脱好斗。换句话说，攻击性成为了一种特征。对大脑的分析发现了突触的显著变化。
Google 研究人员在《自然》期刊上报告，降低噪声后量子计算机的表现将让经典超算望尘莫及。量子处理器对噪声非常敏感，为了了解量子计算机超越经典计算机的条件，研究人员使用名为 Sycamore 的量子计算机处理器运行随机线路取样(random circuit sampling 或 RCS)——用量子算法生成随机值序列。研究团队分析了 Sycamore 的输出，发现如果有大量噪声干扰，Sycamore 能被经典超算打败。如果将噪声降至特定阈值，打败量子计算机将变得不可能，研究人员估算需要目前世界上最强大的超算运行 10 万亿年。不过目前距离量子计算机取代传统经典计算机还有很长的路，如 Sycamore 无法执行类似存储照片或发送电邮的简单任务。
一项小型研究发现，新冠疫情对女孩的影响大于男孩。研究报告发表在 PNAS 期刊上。2018年，华盛顿大学学习与脑科学研究所的研究人员对 160 名 9-17 岁的青少年进行了脑部扫描，目的是在两年的时间里观察他们大脑的变化。当 COVID-19 来袭时，他们不得不再等一年。其中约 130 人回来接受了第二次扫描。研究人员利用原始组中约 110 人的数据创建了一个模型，预测了预期的大脑发育情况。他们使用了该组中另外 50 名学生的数据来观察他们的大脑在这三年中是如何变化的。结果让他们大吃一惊。在 2018-2021 年期间，研究中的十几岁女孩的额叶皮质更薄，这表明大脑老化。他们发现，十几岁的女孩的大脑比预期的老 4.2 岁，而十几岁的男孩的大脑比预期的老 1.2 岁。女孩大脑皮层变薄最严重的区域是大脑中与社会互动有关的部分。
根据发表在《科学》上的一项新研究，过去 13 万年里人类造成了数百种鸟类的灭绝，导致了鸟类功能多样性的大幅减少——鸟类在环境中承担的不同角色和功能范围的衡量标准——并导致了大约 30 亿年独特进化史的丧失。有证据表明，自晚更新世以来，至少有 600 种鸟类因人类而灭绝，当时现代人类开始在世界各地传播。研究发现，迄今为止，人类造成的鸟类灭绝规模已经导致大约 30 亿年独特的进化史丧失，以及全球鸟类功能多样性的 7%——这比基于灭绝数量的预期要大得多。鉴于鸟类发挥着广泛的重要生态作用，鸟类功能多样性的丧失可能会产生深远的影响。这些灭绝后的余震包括授粉减少、种子传播减少、对昆虫种群(包括许多害虫和病媒)自上而下控制的崩溃，以及由于减少对腐肉的消费而增加的疾病暴发。此外，研究中记录的全球鸟类的减少可能会影响许多植物物种追踪当前和未来气候变化的能力。
2024 年度的诺贝尔化学奖授予了三位科学家：美国华盛顿大学的 David Baker，以表彰他在计算蛋白质设计上的贡献；英国 Google DeepMind 的 Demis Hassabis 和 John M. Jumper，以表彰他们在蛋白质结构预测上的贡献。Baker 通过构建全新的蛋白质而完成了几乎不可能的任务，Google 旗下 AI 公司 DeepMind 的两位科学家则通过开发出 AI 模型解决了预测蛋白质复杂结构的难题。生命多样性证明了蛋白质作为化学工具的惊人能力，蛋白质控制和驱动了所有构成生命基础的化学反应。蛋白质还可作为激素、信号物质、抗体和不同组织的构建基础。
20 世纪大部分时间里，每十年发达国家居民平均寿命会增加大约三年。这意味着 21 世纪初出生的人的预期寿命会比 1900 年出生的人多 30 年，可活到约 80 岁。这种渐进式增长是否会无限持续下去？一部分科学家认为不会，人类将接近寿命的自然上限，最长寿国家的平均寿命会在 100 岁前就稳定下来。发表在《Nature Aging》期刊上的一项新研究认为，人类寿命实际上已经达到了上限。尽管有医学的不断进步，但最长寿国家过去三十年寿命增幅放缓了。原因是衰老的速度至今无法减缓。论文主要作者 S. Jay Olshansky 称，超过保修期后人体将无法正常运转。他说，随着寿命的延长，就像打地鼠游戏，每个地鼠代表一种不同的疾病，活得越久，地鼠会越多，会越来越快的出现。Olshansky 和同事研究了 1990-2019 年全球八个最长寿国家（日本、韩国、澳大利亚、法国、意大利、瑞士、瑞典和西班牙）以及美国和香港的死亡率和预期寿命变化，发现几乎所有国家和地区的预期寿命改善速度都在减缓，美国的预期寿命实际上下降了。香港人口预期寿命最长，但研究人员发现 2019 年出生女童只有 12.8% 而男童只有 4.4% 预计能活到 100 岁。
诺奖得主出身国的分析显示，美国自 1958 年起获得诺奖的总人数高居世界第一。截至 1929 年，德国以 18 名获奖者位居榜首。其次是英国的 13 人，法国 12 人。出身于欧洲的得主占总数的 9 成（90 人中的 81 人）。进入 1930 年代以后，美国的获奖者开始增加。1930 年代出身于美国的人有 9 人获奖，40 年代有 8 人获奖。到 1958 年美国的获奖总人数达到 36 人，超过了上年之前并列第一的德国（33人）。自此时起，在诺奖得主数量上美国处于一家独大的地位。1990 年美国出现了第 114 位获奖者，获奖人数是排名第 2 的德国（55 人）的两倍以上。美国在二战后获奖人数增加的背景是接纳移民、法律完善带来研究资金增加、接受高等教育的人数增加等。
美国科学家 Victor Ambros 和 Gary Ruvkun 获得 2024 年诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们“发现 microRNA 及其在转录后基因调控中的作用”。染色体储存了细胞的使用手册，我们的每一个细胞都包含相同的染色体，因此包含完全相同的基因组和指令集。但不同的细胞类型有着不同的特性。这一切是如何发生的？答案是基因调控。Victor Ambros 和 Gary Ruvkun 发现了在基因调控中起关键作用的微小 RNA 分子 microRNA，揭示了一种全新的基因调控原理，它对人类在内的多细胞生物至关重要。人类基因组已知编码了超过千个 microRNA。microRNA 对生物体的发育和功能至关重要。
科学家证实，6600 万年前地球先后遭到两颗小行星撞击，其中一颗消灭了恐龙，另一颗体积略小，在西非海岸附近留下了一个巨大的陨石坑。科学家认为这颗小行星撞击后在大西洋形成了至少 800 米高的海浪。英国 Heriot-Watt 大学的 Uisdean Nicholson 博士在 2022 年发现了 Nadir 陨石坑，但当时形成原因未知。现在 Nicholson 博士及其同事确信它是一颗小行星撞击海底形成的，但撞击时间不确定，可能是在造成恐龙灭绝的小行星之前或之后。造成 Nadir 陨石坑的小行星直径在 450-500 米之间。研究报告发表在《Nature Communications Earth & Environment》期刊上。
研究人员培育出能抵抗巴拿马病变种 Tropical Race 4（TR4）和黑叶尖枯病的香蕉品种，两种对香蕉最具破坏性的疾病。荷兰 Wageningen 大学植物病理学教授 Gert Kema 认为，名为 Yelloway One 的杂交品种是一大突破。TR4 是一种能毁灭整个香蕉种植园的真菌，而黑叶尖枯病是会降低香蕉产量的枯叶病。TR4 和黑叶尖枯病给香蕉产业造成了数亿美元的损失。Yelloway One 目前在荷兰温室中种植，将很快送往被 TR4 和黑叶尖枯病严重破坏的菲律宾和印度尼西亚地区种植。
根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究，特别设计的人类心脏组织在太空一个月就显示出衰老迹象。为了研究长期太空飞行对人类心脏的影响，研究人员设计了被称为 heart-on-a-chip 的系统，首先诱导人类诱导多能干细胞发育成人类心肌细胞，将 6 组组织样本在对柱上串成线索状，柱是柔韧性的，样本可像跳动的心脏一样收缩，整个系统被安装在一半手机大小的腔室内。在将系统送到国际空间站后，研究人员利用传感器实时监测心脏组织收缩和跳动模式的强度。地球上的相同组织作为对照组进行比较。结果显示，在国际空间站 12 天后，心脏组织的收缩强度几乎减半，而地球上的组织相当稳定。在回到地球 9 天后，这种减弱影响仍然十分明显。
发表在《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》期刊上的一项研究发现，人类身上发现了愈 3,600 种来自食品包装、厨具或食品加工设备的化学物质。这些化学物质存在于人类血液、头发或母乳中，其中包括已知剧毒的化合物，如 PFAS、双酚、金属、邻苯二甲酸盐和挥发性有机化合物。很多化合物与癌症、荷尔蒙紊乱等严重健康问题相关。研究作者表示需要对食品接触化学物质进行进一步审查。研究人员指出塑料带来的问题最严重，而它基本上不受监管。此外金属罐上的硅胶和涂层也可能含有有毒或未充分研究的化合物。有多种因素会导致化合物以更高速率渗透入食物，其中包括较高的温度、脂肪含量和酸度。
《Aging Clinical and Experimental Research》期刊发表的一项荟萃分析显示，吃鱼或有助于预防认知衰退、痴呆和阿尔茨海默病。研究发现，相比吃鱼最少的人，吃鱼最多的人认知障碍或衰退的可能性较小。吃鱼对认知衰退的影响最为显著，与痴呆或阿尔茨海默病之间的关联需要更多研究。全球人口正快速老龄化，越来越多的人寿命比以往更长。但年龄相关健康问题也随之增加，尤其是认知衰退、痴呆和阿尔茨海默病。到 2050 年痴呆和阿尔茨海默病病例预计将增至三倍。鱼富含 omega-3 脂肪酸，而 Omega-3 具有抗炎和抗氧化作用，有助于保护大脑。在这项研究中，研究人员发现吃鱼量最多的人认知风险低 18%，最显著的降低发生在每天吃约 150 克鱼的人身上。
科学家曾利用脑部记录和神经成像来探索大脑如何处理空间导航，结果表明，人类大脑的海马体和内嗅皮层两个区域都发挥了关键作用。进一步研究发现，类似神经活动还可代表非空间体验，如时间、声音频率和物体特征。在新研究中，加州洛杉矶分校团队招募了 17 名难治性癫痫患者。他们的大脑中曾植入深部电极以接受临床治疗。团队为参与者设计了一项涉及行为任务、模式识别和图像排序的复杂任务，在整个过程中，团队记录了他们的神经活动。由于此次直接记录了人类单个神经元的活动，团队得以发现特定类型脑细胞的放电方式，这能反映出一个人经历事件的顺序和结构。当经历结束后，大脑会保留这些独特的放电模式，并在休息时快速重现。不仅如此，大脑还能凭借这些习得的模式，为未来将接受的刺激做好准备。这一发现首次提供了证据，证明特定脑细胞是如何整合时间与经历信息，并对其提取和保留的。
根据发表在《Journal of Experimental Psychology: General》期刊上的一项研究，科学家再次证明我们容易被第一印象欺骗，在做出重要决策前最好睡个觉。由第一印象产生的偏见在心理学上叫首因效应（primacy bias）。研究人员首先展开了一系列虚拟盲盒拍卖实验，盒子里的东西都是不值钱的不需要的，参与者被要求找出最有价值的盒子。但参与者并不知道盲盒的总价值其实都是一样的。结果显示，如果参与者被要求立即做出决策，他们的决策都是基于第一印象，甚至会高估其价值。但如果他们被要求睡一觉第二天做决策，那么他们就不太可能陷入这一陷阱，能做出更理性的决策。
过去几个世纪，蜿蜒曲折的河流一直被拉直。在英国，97% 的河流被堰等人工屏障分割，平均每 1.5 公里至少有一个人工屏障。但拉直河流扰乱了水的流动，破坏水生栖息地和水质，增加了洪水风险。野生动物保护信托和野生鸟类和湿地基金会（WWT）的专家 Tom Hayek 解释说，曲折的河流改变水速和水量，减少了向下游移动的水量。河流越曲折水速就越慢，但如果河流是直的那么水就会快速直流而下，增加洪涝风险。恢复河流的自然曲线有助于减少洪水的影响，但无法预防巨大的洪水。
根据《自然》发表的一篇论文，一个黑洞喷射出的一对巨大喷流。这对喷流总长约 2300 万光年，是迄今已知的最长黑洞喷流。
超大质量黑洞会发射强大的辐射和粒子喷流。当它们持续数百万年，通过向宇宙中发射电子、原子核和磁场可以影响星系际介质中的物质流动。过去观察的黑洞喷流大小不会超过 5 百万秒差距（1百万秒差距约为 326 万光年）。 加州理工研究人员分析了来自国际低频阵列（LOFAR）望远镜的射电图像，以研究百万秒差距尺度的黑洞能量流。他们在分析后识别出了巨大的喷流，并命名为“波尔费里翁”。对望远镜数据的初步检查表明，这对喷流的总长度至少达到 6.43 百万秒差距。研究人员用数学公式进行了修正，得出“波尔费里翁”的总长度在 6.8—7.3 百万秒差距。
“波尔费里翁”的存在证明超大质量黑洞喷流能在极遥远的宇宙距离上形成，而不毁于流体不稳定性。但研究人员指出，要理解“波尔费里翁”保持稳定的力学原理还需要更多研究。
CERN LHC 物理学家首次观察到夸克量子纠缠。ATLAS 探测器的物理学家分析了约百万对顶夸克和反顶夸克，发现了统计学上压倒性的纠缠证据，研究报告发表在本周的《自然》期刊上。CMS 探测器的物理学家也于今年 6 月在预印本平台 arXiv 报告了纠缠结果。LHC 质子碰撞后产生的顶夸克和反顶夸克对的寿命非常短，仅持续 10^（−25）秒，之后就衰变为寿命更长的粒子。成功观察到顶夸克纠缠有助于提高研究人员对顶夸克物理学的理解，为未来高能纠缠测试铺平道路。
物理学家确定了基本粒子W玻色子的质量。欧洲大型强子对撞机（LHC）紧凑型缪子螺线管（CMS）探测器的实验结果与标准模型的预测一致。CMS 的此次实验结果是在 10 年时间里形成的，即 W 玻色子的质量为 803.602 亿电子伏特。W 玻色子及其姊妹粒子 Z 玻色子作为弱核力的载体参与了放射性衰变，是标准模型中为数不多的可以通过理论和实验进行高精度预测的数值之一。这使其成为寻找标准模型“裂缝”的好方法。但 W 玻色子的质量极难测量。研究团队以前所未有的精度重建了 LHC 产生的约 1 亿个W玻色子衰变的μ子特性，然后将这些数据与 40 亿次模拟碰撞和衰变进行了比较——这些碰撞和衰变使用了不同的W玻色子质量值，以便寻找最佳的匹配结果。研究团队利用最先进的软件和理论，并将他们的结果与W和Z玻色子衰变的替代测量值进行了校准与交叉检查，以确保他们的方法能够像预期那样奏效。