总的来说，科学往往遵循缓慢且渐进的道路：新的观察建立在先前的发现之上，通常历时多年，逐步积累成更大的知识体系。但偶尔也会出现一些见解，这些见解可以极大地加速我们对特定学科的理解，或将该领域带向意想不到的方向。在本期特刊中，我们汇总了此类进展——托马斯·S·库恩在他 1962 年的著作《科学革命的结构》中称之为“范式转变”的进展。
您将在本选集中看到，革命性的发现几乎发生在每个领域。在生物学和进化领域，研究人员在鸟类眼睛中发现了一种非凡的磁感，它们利用这种磁感在迁徙期间导航。长期以来被认为和描绘成外形 впечатляющий 但颜色单调的生物恐龙，实际上一点也不单调——对化石黑色素细胞的研究表明，恐龙长有色彩鲜艳的羽毛；有些甚至有斑点和条纹。在人类历史上，考古学家正在根据最近对北大西洋纺织品的分析，修正他们对女性在维京和中世纪社会中扮演的经济角色的假设。
在宇宙学中，来自 NASA 具有变革意义的新天文台——詹姆斯·韦伯太空望远镜——的数据，有可能颠覆天体物理学家关于宇宙如何形成的叙述，物理学家们已经设计出一些关于纠缠黑洞的惊人想法，这将有助于解释一个近百年的悖论。目前的观点认为，即使是我们的太阳系也不是像长期以来认为的那样缓慢建立起来的，而是诞生于剧烈的撞击和毁灭之中。所有这一切都因以下可能性而变得更加复杂：我们在太空中“看到”的东西可能实际上并不在那里，从量子意义上来说。
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我们在理解我们自身的心灵和身体方面的重大进展同样引人注目。 怀孕期间经历的事件造成的创伤可以遗传给孩子，这在基因变化中得到证实。进化人类学家赫尔曼·庞特泽和他的同事们费尽心思地收集了关于新陈代谢以及我们身体如何燃烧卡路里的令人惊讶的信息。并且在 COVID 大流行期间开发的 mRNA 疫苗技术有望彻底改变一系列疾病的治疗，从单纯疱疹病毒 2 型到诺如病毒和狂犬病，仅举几例。
我的一位研究生导师过去常说，与宇宙中可知的事物相比，人类所知（大写“K”）是微不足道的。本着这种精神，我们还展示了一些最令人着迷的未解问题的样本，从持久的人类意识如何产生的谜团 到关于宇宙本质的日益激烈的争论。
这里收集到的一些最令人震惊的发现是那些传统科学实践被抛诸脑后的发现。 正如地衣学家托比·斯普里比勒在“地衣的意义”中告诉记者埃丽卡·吉斯的那样， “你们这种有备而来的思维文化使得跳出框架思考变得极其困难。它创造了这个框架。” 诚然，科学探究的美妙之处在于，当我们快速超越发现的步伐——或者将我们的探索带向全新的方向——时，我们会发现一种全新的思维方式。为了打破这个框架。