到现在为止，您可能曾经听过许多隔离天才故事：逃离瘟疫的艾萨克·牛顿（Isaac Newton），艾萨克·牛顿逃离了瘟疫，彻底改变了数学，重塑了物理学。在像2020年这样全球饱受新冠肆虐的年份，自然希望有一些像牛顿这样伟大发现。也许另一个神童的想法被给予时间和空间来孕育， 谁知道奇迹等待着什么。

我们之间的郁闷可能会指出，这种相似之处只能走这么远。在牛顿时代，人类的物理学并没有像现在走得如此深远，一棵苹果树能诞生一个伟大的发现。

但更重要的是，自那时以来，科学本身已经发生了彻底的变化。直到大约一个世纪前，一个孤独的思想家才有可能引发一场全面的思想振荡。现在，最大的问题——即使是理论问题——往往只在全球学者团队的协作研究下才让位。

仍然令人惊讶的是，在今年，两个这样的团队在思想上取得了长足的进步，这些思想可能引发物理学的下一场革命。这些研究人员解决了理论物理学中最诱人和最顽强的问题：斯蒂芬·霍金的黑洞信息悖论。正如牛顿最终表明，作用在苹果上的引力与将月球固定在轨道上的力一样，这些科学家梦想着将爱因斯坦关于引力的思想与量子力学的粒子和场域结合起来。尽管这个目标可能还需要一段时间才能实现，但牛顿还花了20年的时间出版了他的杰作《原理》。希望在这一大流行年份播下的知识分子种子——信息和纠缠、虫洞和全息图的交融——有一天会取得杰出的成果，这并不疯狂。

黑洞信息悖论的研究进展

这是黑洞信息悖论的一个非常简短的版本：东西掉进了黑洞。随着时间的流逝，很长一段时间，黑洞“蒸发”了。这些东西怎么了？根据引力法则，它消失了，其信息永远消失了。但是根据量子力学的规则，信息永远不会丢失。因此，自相矛盾。今年，一系列环法自行车赛的计算表明，信息必须以某种方式逃逸，即使它如何做到仍然是个谜。乔治·穆瑟（George Musser）在史诗著作的编年史中写道：“黑洞理论不再包含使其自相矛盾的逻辑矛盾。”但是，即使对于物理学家本身，仍然有很多困惑。穆瑟写道：“就黑洞的意义而言，这最多只是开始。”

物理学家创造室温超导体

悬浮的火车，无损的动力传输，完美的储能：室温超导的承诺已经实现了许多空想。 纽约罗彻斯特大学的一个研究小组报告说，他们基于氢原子的晶格创建了一种材料，该材料显示出在高达约15摄氏度（59华氏度）的超导性证据—大约是一个稍微冷点房间的温度。 唯一的问题：只有在将材料压在金刚石砧内至接近地球核心压力的情况下，它才起作用。

时间之谜的新答案

向一般理论物理学家询问时间的本质，他们可能会说时间的流逝只是一种幻想。根据爱因斯坦的相对论一般理论，空间的三个维度与时间的一个维度交织在一起，形成了一个“块状宇宙”，其中涵盖了整个过去、现在和未来。爱因斯坦在去世前几周于1955年写道：“对于我们相信物理学家的人来说，过去、现在和未来之间的区别只是顽固而持久的幻想。”然而，关于时间和机会的新观念（源于关于数学的旧观念）可能为我们提供了摆脱块状宇宙监狱的出路。

天文学家发现快速无线电爆炸的根源

耀眼的宇宙频闪结束了持久的天文学之谜。自从2007年首次发现以来，快速无线电爆发——持续仅几毫秒的遥远无线电波的闪烁——一直没有得到解释。或者，天文学家想出了太多理论来解释什么，在很短的时间内可以看到宇宙中最强大的无线电源。但是在四月的一个安静的早晨，一位天文学家说：一阵爆裂"像圣诞树一样照亮了我们的望远镜"。这使研究人员可以将其源追溯到这是由天空中某个天体发出的X射线。天文学家得出的结论是，这种现象的背后是一个被磁化的高磁化中子星。

这使得研究人员能够追踪到其来源，追溯到一个物体拍摄出X射线的一部分。天文学家的结论是，一颗称为磁力的高磁化中子星是这种现象的幕后黑手。

一阵天文学家说，一阵爆炸“像圣诞树一样照亮了我们的望远镜。”这使研究人员可以将其源追溯到天空中某个物体发出X射线的部分。天文学家得出的结论是，这种现象的背后是一个被磁化的高磁化中子星。

第三种粒子的确凿证据

宇宙分为两种粒子：玻色子或费米子、力载体或物质斑点。但是，如果您创建一个玩具宇宙，一个只有两个空间维度而不是我们熟悉的三个空间维度，粒子行为的规则就会改变。在这个2D宇宙中，拓扑规则允许存在第三种粒子：任意子。最早在20世纪80年代就预测到了任意子，但是直到今年，实验才能够最终确定它们的存在。

广域磁场可以解决宇宙之谜

目前，宇宙学中最大的难题与哈勃常数有关，后者是宇宙膨胀速度的量度。早期宇宙的数据预测了一个值，现代宇宙的数据预示着另一个有关宇宙膨胀速度的值。是什么导致这种差异？ 宇宙学家的想法没有尽头，但是一个被忽视的选择是，在宇宙诞生之初就有可能存在磁场。当天文学家发现宇宙中最大的已知磁场时，出现了支持该假说的关键证据——1000万光年的磁化空间渗透到星系团之间的空隙中。如果不是大爆炸本身，它可能从哪里来？