【物理学】

真实世界的“真实”

撰文／斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）

莱昂纳德·蒙洛迪诺（Leonard Mlodinow）

金鱼在圆形鱼缸里看到的世界，跟我们在鱼缸外看到的，哪一个更真实？我们怎么知道自己生活在真实世界，而不像《黑客帝国》里那样，生活在一个计算机虚拟的世界？霍金思考这些问题，是为了化解物理学家追求终极理论时遭遇的尴尬——他们想用一个理论描述世间万物，却一下子找到5 个，描述了5 种不同的真实世界。或许谈论哪一个更真实没有意义。

【封面故事】

人类停止进化？

撰文／乔纳森·K·普里查德（Jonathan K. Pritchard）

自从人类祖先在6 万年前走出非洲，迁徙到全球各地之后，不同地区的人群很快适应了当地环境，进化出不同的特性，这似乎表明，人类近期的进化加快了。然而，对人类基因组的分析，却让科学家发现了一个完全不同的事实：自然选择的发生极为缓慢，5 000 年后的人类仍会和今天的人类一样。

人类群体的自然选择研究简史

撰文／褚波

【独家调查】

我们信仰的科学

科学对我们生活的影响越来越大，而气候门等一系列丑闻，又让科学家的形象受到极大损害。那么，这些事件对群众的科学信仰构成了多大的冲击？人们还相信科学家吗？《科学美国人》及其全球版本，联合《自然》杂志，进行了大规模调查。

【发明前线】

人造树叶：阳光变燃料

撰文／安东尼奥·雷加拉多（Antonio Regalado）

化石燃料即将耗竭，水电和核能无法满足人类日益增长的能源消耗。而在粮食问题没有完全解决之前，未来的燃料也不会来自谷物或海藻。科学家把希望的目光转向太阳——它在一个小时内照射在地球上的能量，足够人类使用一年！诞生在实验室里的人造树叶，能够模拟光合作用，利用阳光产出氢燃料。

读心术呼之欲出

撰文／丹尼尔·玻（Daniel Bor）

近100 年来，科学家一直试图进入人的大脑，读懂他人的思维，测谎仪、人机交互技术和功能性磁共振成像仪由此诞生。最近，科学家利用高级人工智能技术对大脑活动图像进行分析，准确地描述了受试者大脑的活动，甚至读出了受试者的潜意识。

【机器人】

机器人的“道德经”

撰文／迈克尔·安德森（Michael Anderson）

苏珊·利·安德森（Susan Leigh Anderson）

智能机器人越来越聪明，并即将走进我们的生活。有自主意识的机器人应该怎样和人类相处，它们会给人类带来伤害吗？科学家们试图通过编程，将人类的伦理道德准则“灌输”给机器人，让它能够按人的道德观“为人处世”。

【医学·健康】

个性化医疗误入歧途

撰文／斯蒂芬·S·霍尔（Stephen S. Hall ）

10 年前，人类基因组计划的完成曾让很多科学家坚信，2010 年将实现个性化医疗：通过对比病人的基因组序列，找到存在于病人体内的共同变异，就能弄清楚疾病的遗传机制，根据每个人的特点开发出治疗方案。然而时至今日，个性化医疗还远未到来，因为科学家可能从一开始就已误入歧途：导致疾病的并不是共同变异，而是因人而异的罕见变异。

自闭症治疗乱象

撰文／南希·舒特（Nancy Shute）

越来越多的孩子被确诊患有自闭症。他们为什么会患这种病，应该采取怎样的治疗？医学界无法给出解答。绝望的父母们开始尝试五花八门的“替代疗法”，但这不过是一场又一场骗局：没有什么疗效、价格昂贵，而且往往风险极高。

期待普及家庭医生

撰文／克里斯廷·戈尔曼（Christine Gorman）

【信息技术】

数字时代的市政广场

撰文／迈克尔·莫耶（Michael Moyer）

美国政府正在进行政务数字化公开的工程，通过在网络上免费提供所有非机密信息，建立一个数字化的市政广场，让公民能更容易地与政府互动。

【天文学】

韦布空间望远镜追寻宇宙第一缕星光

撰文／罗伯特·伊里翁（Robert Irion）

美国航空航天局正在建造下一代空间望远镜。天文学家希望用它来观察大爆炸后最先形成的恒星和星系，窥探银河系中正在成形的恒星和行星，甚至寻找太阳系外其他行星上存在生命的迹象。要完成这些任务，它必须远离地球避开地球辐射的干扰，还必须完成一系列复杂的“变形”。任何环节出错，它就会沦为价值50 亿美元的太空垃圾，而且没有任何补救方案。

【读图】

来自空间之外的色彩

撰文／史蒂芬·L·麦克尼克（Stephen L. Macknik）

苏珊娜·马丁内斯—孔德（Susana Martinez-Conde）

把颜色放在不恰当的位置，或置于不寻常的背景下，会让你产生很多错觉，以至于不敢相信自己的眼睛。

【生物】

章鱼的吸盘

撰文／迈克尔·莫耶（Michael Moyer）

【前沿扫描】

2010年诺贝尔奖揭晓

最大爆炸理论

最早的屠夫

巧克力即将消失？

垃圾宝贝

直播疾病发生

质子究竟有多小

定时淋浴头

让GPS摆脱阻塞

自我保洁的太阳能电池板

飞行的乌贼

闲言碎语有真知

梦想的田野上

戒毒新方法

鼻息的力量

小数致大错

【专栏】

【生命的壮阔】

基因组时代的科赫法则

撰文／严家新

【天人集】

攀北极而一息兮

撰文／王道还

【怀疑论者】

能听到我说话吗

撰文／迈克尔·舍默（Michael Shermer）

【反重力思考】

摸到天的摩天楼

撰文／史蒂夫·米尔斯基（Steve Mirsky）

【图表科学】

吃死你

制表／耶恩·克里斯雄森（Jen Christionsen）

【经典回眸】 

◎光纤的崛起◎首位海军飞行员◎细胞培育