本书由中国科学院和美国科学促进会联合出版，选取并翻译了近十年来在美国《科学》杂志上发表的引用频次较高的31篇文章，涉及学科包括：细胞和分子生物学、生物化学和医学，化学和材料科学，生态、环境科学和行星科学，物理学和工程学等领域，目的是向公众宣传前沿科学的进展，并指导年轻学者和研究生的科研工作。

社会与经济
在正式的合同、法院以及治安官（constables）出现之前的数万年里，人类在诸如狩猎、战争、贸易以及食物分配（food sharing）等领域维持着一些重要的合作形式。对于进化科学与社会科学而言，无论在当代还是在过去的人类社会中，合作的衡量标准（scale）都依然是一个谜。这是有原因的，**，无论是亲属选择理论（kin selection）还是互惠理论，都难以没有困难地去解释在由相互并无关系的个体所组成之大型群体中的利他主义；第二，在经济学及相关领域中对利己主义偏好（self-regarding preferences）的规范预设，看起来也同样与事实不符。在大型群体中，声誉能够激励利他主义；然而，为了解释为何互惠性应与亲社会性（prosociality）而非自私或者中立的行为联系在一起，还需要其他某些方法。新近的理论工作表明，即便在非亲缘的外人中（non-kin），如果合作者已经参与了对不合作规范之违犯者的高成本惩罚，那么实质性合作就能够在很多缺乏声誉或多重互动的情形中进化出来。与这些模式相一致的是，行为实验现在已经证实了：①高成本惩罚的存在；②惩罚在维持合作中的效用口；③在许多互不认识（anony—ITIOUS）的情形中，未被卷人的第三方乐于惩罚的意愿。这些实验甚至已经开始去探查神经系统对惩罚的支撑。这些结果都是非常重要的，因为高成本惩罚的存在能够解释大规模人类合作之谜的许多重要方面。然而，像先前一些研究利他主义的实验游戏一样，这些实验几乎都是在大学生中间进行的。我们不清楚这些发现代表的是否只是学生们以及／或者那些来自工业化社会之人的特点，或者说，他们是否真的具备所有人类各个族群（species）的特征。我们的早期研究，利用了一些在15个各不相同的社会中进行的实验性游戏，目的是去测量利他主义行为。我们发现，权威的利己主义理论，无法解释从这15个社会中任何一个所获得的结果。与先前从对大学生的研究中的发现相比，我们从游戏行为中还发现了更多的变化。相似地，直到在对大学生之外更多社会中的高成本惩罚进行研究之前，很难判断它在解释人类合作中的重要性。
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前言
社会与经济
跨人类社会的高成本惩罚
制裁性制度的竞争优势
物理
操控电磁场
半导体量子点中耦合自旋的相干调控
半导体氧化物纳米带
双脉冲星系统：相对论引力与等离子体物理实验室
半导体中自旋霍尔效应的观测
化学与材料
以水为试剂的不对称催化——通过催化水解实现的端位环氧化合物的**动力学拆分
具有相同网格结构的金属有机骨架材料的孔尺寸、功能性的系统设计及其在甲烷储存方面的应用
生物与医学
一种可用于蛋白与细胞光标记的光激活GFP
人类乳腺癌和结直肠癌的共有编码序列
老年黄斑患者中的补体因子H多态性
补体因子H突变提高了老年黄斑变性的患病风险
水稻基因组草图序列（Oryza sativa L. ssp. indica）
钾通道的结构：钾离子传导和选择性的分子基础
来自人类囊胚的胚胎干细���系
核糖体肽键合成活性的结构基础
人类基因组序列
G蛋白偶联受体视紫红蛋白的晶体结构
翻译组蛋白密码
核糖体大亚单位2.4A分辨率的原子水平全结构
新的SARS相关冠状病毒基因组特征鉴定
RNAi调控异染色质沉默和组蛋白H3 Lysine-9甲基化
异染色质结构域的建立和维持
鉴定编码表达小RNA的新基因
秀丽新小杆线虫中可能具有调控作用的一类丰富的微RNA
地球科学
地球能量不平衡：证实与含义
全球大洋增暖
中国葫芦洞晚更新世**测年的高分辨率季风气候记录
稳定楔：用现代技术解决未来50年的气候问题
早期动物进化：基于比较生物学和地质学的新观点