在月球背面，照亮宇宙黑暗时代
封面故事：网络中的数学
生活中，我们经常能遇到看似瞬变的现象，例如一个表情包突然火遍全网，或者传染病瞬间大面积暴发。这些现象都与名为渗流理论的数学分支有关。按照这一理论，无论是通信网络中的信息，还是人际、自然网络中的物质，它们能瞬间遍布整个网络的概率不是1就是0，没有其他的可能性。
能源：天然气“零碳”计划
在跨向清洁能源的过程中，很多国家和机构试图使用天然气作为过渡期的替代品。但是，一旦这么做，就会留下总价值数万亿美元的基础设施网络。要直接抛弃这些设施是不现实的，机构和用户都有可能因为蒙受巨大的损失而投反对票。因此，最好的方法或许是直接让天然气变成未来清洁能源的一部分。
天文学：自适应光学：空间安全守卫者
大气中的紊流让地面望远镜难以发挥全部实力，出于拍摄卫星的目的，自适应光学技术诞生了。随后这项技术被广泛应用于天文观测，矫正大气层对图像造成的畸变。现在，随着人造卫星对太空轨道安全的威胁与日俱增，或许是时候让自适应光学回归它的“老本行”，在更广阔的舞台上发挥关键作用了。
生物学：线粒体如何引起焦虑
最近十余年的研究逐渐颠覆了线粒体只是“能量工厂”的传统认知。除了生产能量，线粒体或许还能调节人体的应激、焦虑和抑郁。它们有一套制造应激激素的独特方法，通过与内质网合作，胆固醇能转化成运往全身各处的皮质醇，引发全局性的应激反应。基于这一认知，针对线粒体的疗法也正逐渐兴起，下一代抗焦虑药能否就此出现？
空间科学：照亮宇宙黑暗时代
如今的宇宙布满璀璨的恒星，但宇宙诞生之初却是一幅截然不同的景象。这里没有恒星，没有星系，整个宇宙被无尽的黑暗所笼罩，因而也几乎是天文观测的“禁区”。而来自巨大氢云的21厘米氢原子信号，成为天文学家探索这段时期的重要窗口。为了避免地球大气层和人类活动的干扰，各国科学家将目光投向月球背面，一场探索宇宙黑暗时代的月球竞赛即将上演。
空间科学：宇宙鸿蒙：中国的溯源者
在一些国际项目试图向月球表面发射射电望远镜的同时，由中国科学家主导的鸿蒙计划将通过另一种思路迈出追溯宇宙黎明的第一步——利用由6~9颗卫星组成的干涉阵，还原超过130亿年前的宇宙图景。
生物力学：四足飞马如何起飞
在世界各地的神话和传说中，都出现过幻想中的神奇生物。它们形态各异，有的擅长奔跑，有的擅长滑翔，有的擅长游泳，有的擅长挖洞。值得注意的是，其中很多都会飞行。但是，如果不考虑超能力，其中很多生物似乎都很难在现实世界中起飞。如何重新设计这些生物，让飞马、天使甚至是东方的龙飞起来，就成了一个很有趣的科学问题。
人类学：东亚人从哪里来
在人类历史上，东亚地区发展出了灿烂的文明，但对于东亚人是如何起源的，后续又是如何演化出现在这种格局的，却存在很大的争议。借助DNA测序技术，科学家梳理出了一场宏大而复杂的迁徙之旅。东亚人的祖先在5万年前经过中东从东南亚北上进入东亚后，就在这里繁衍生息了很长一段时间，直到农业的出现才再次出现变局。此时长江流域和黄河流域分别演化出了两个重要的支系，它们基本塑造出了如今东亚人口分布的整体格局。
技术：汽车电池的回收困局
用于电动汽车的锂电池具有成本低、性能优和寿命长等优点，但从长远来看，它还存在一个致命的缺陷，那就是电池结构过于复杂，无法实现高效回收。若不能找到合适的解决办法，废旧的锂电池无疑将会变成巨大的环境负担。目前的两种主要回收方式均无法获得纯净的锂、镍、钴等金属材料。而来自环境、经济效益等方面的诸多挑战，或将是锂电池回收产业长期面临的困局。
社会学：科学防御：破解新冠谣言
社交媒体上的虚假信息常常能借助用户的社交圈广泛传播。在这次疫情中，网络上关于病毒和疫苗的虚假信息，正在让更多人处在危险之中。而建立强大、全面的科学防御系统，或将是遏制这些虚假信息传播的有效方式。这个系统包含了核查虚假信息的平台、在媒体和网络上活跃的科学传播者，以及在社区中活跃的科学捍卫者，他们将努力创造一个让虚假信息无处传播的纯净环境。
地质学：追击地球深处的“海洋”
从荒凉的黑色星球到宜居的蓝色星球，水在地球的演化中起到了至关重要的作用。在地球表面的海洋之下，还有大量的水存在。科学家推测，下地幔和地核都含有大量的结合水，因此地球深部的含水量甚至可能超过了海洋总水量的80倍。地球深处如此巨大的含水量也为最早的海洋提供了物质基础。