在极其微观的量子世界与我们所在的宏观世界之间看似相距甚远，但斯皮里登在两者间成功搭建了一座桥梁，并由此解决了数学物理领域的一大难题。《环球科学》9月新刊的封面故事，将由斯皮里登亲自解读这一研究故事。
《环球科学》9月新刊还将带来更多科学故事：我们将回看科学史——橡树如何征服整个北半球，免疫学曾经有过什么样的黑暗时期，伽利略如何在疫情期间坚持工作；我们还将思考人类现今面对的科学难题——人类为何能战胜其他同类，生物质如何解决气候危机，宇宙的形状究竟是什么样……
当漫威旗下的超级英雄穿梭量子领域拯救宇宙时，作为电影科学顾问的斯皮里登感觉，这是他做的非常酷的一件事。因为在博士后阶段，他只用了极其短暂的时间，就将拓扑学的概念巧妙地引入量子霍尔效应。这也为他成就了一番事业，毕竟在极其微观的量子世界与我们所在的宏观世界之间，他发现了一座精巧的桥梁。
为了遏制新冠疫情的蔓延，很多人正在努力适应社交隔离。而在自然界中，社交隔离是不少动物抵抗传染病的常见措施。为了避免传染病和确保种群延续，一些群居性物种会主动远离被感染的同伴；而另一些动物明知被感染的风险，仍然会与近亲或种群成员保持密切联系，因为它们深知由此带来的收益值得去冒险……
5600万年前的地球温暖湿润，一场沉默无声但影响深远的变革正在森林中进行。橡树从单一种群出发，分化出惊人的多样性。如今，遍布五大洲、拥有超过400个物种的橡树在不同环境中都找到了各自的生存方式，成为北半球森林的统治者。本文作者结合基因组学与生态学研究，重建出橡树令人惊叹的演化历史。
宇宙是无边无际的平坦空间，还是一个闭合的球面？我们无法直接触碰宇宙可能的边界，但根据来自地面与卫星的观测数据，在计算了宇宙中物质分布的密度后，多数宇宙学家认为宇宙是平坦的。但是近年来，一些研究对此前的卫星数据提出了新的解释。当理论与观测数据无法协调，分歧将如何得到解决？
智人是目前唯一幸存的人类。很多人认为这是因为我们头脑聪明，但事实上，尼安德特人也会制作工具、使用武器，甚至他们的大脑比我们的还大。但有一点，他们明显弱于我们：智人更加友善，也更善于和陌生人合作。这种由自我驯化发展出的特征让我们可以扩展自己的社交范围，更好地分工合作，完成更宏大的任务。
公元前430年，人类第一次留下了免疫现象的记录，但随后两千多年间，免疫现象一直被曲解并伴随着黑暗的诠释。中世纪的人们尽管害怕瘟疫，却希冀于用星象学和巫术来解释这些现象。直到19世纪，随着巴斯德和梅契尼科夫的出现，免疫学才终于迎来曙光。人类终于有机会认识到导致瘟疫的微生物与人体内的免疫系统，而这也成为了现代医学的革命性基础。
为了在2050年将全球升温控制在1.5℃以内，一些重大项目将重心放在了生物质利用技术上。这些技术能将生物质转化成生物燃料，并将释放的二氧化碳封存在地下。但是，这些技术需要的生物质已经远超地球的生产量。而大规模占用耕地、牧地甚至砍伐森林来种植生物质，必将导致粮食危机和激烈的冲突。
因为新冠疫情，许多科学家不得不暂缓科研进展，甚至有一些课题被迫终止。不过，也许现在正是科学家需要坚持下去的时刻。历史上，伽利略也曾经历过严重的瘟疫，但他克服了重重困难，甚至在疫情期还出版了影响深远的著作，他的家人也成了他坚持科研的后盾。以史为鉴，伽利略的故事或能给在疫情期坚持科研的科学家一些启迪。
在很多人的印象中，记忆就像视频资料一样准确地记录着我们的过往。但是一系列新研究却发现，记忆不仅会随着时间发生改变，有些行为甚至会篡改我们的记忆，扰乱我们的情绪。比如，当你的亲人虚构你小时候在商场走丢的场景时，你或许真的以为那就是真实发生过的事，当你不断寻思时，这段记忆的细节似乎还会变得更加生动。此时，你的大脑中究竟发生了什么？
2013 年启动的美国脑计划是全球最受瞩目的大型神经科学项目之一。这项旨在开发新工具以帮助我们了解大脑、治疗脑疾病的大科学计划，希望以更精细的尺度和更立体的维度重新描绘大脑全景图。过去七年，单细胞测序、高精度分子成像等技术的发展让科学家离这一目标越来越近；以美国国立卫生研究院为代表的主要执行方，也为美国脑计划找到了第一任“掌舵人”。