如今的科学研究已经变得越来越纷繁庞杂，世界各地成千上万的实验室都在进行着十分专业的工作，构成一个更加意义重大的整体。评选出来的这些领域并不一定是最重要，或者对社会最有益处的，而只是表明科学家对这些方面的研究非常兴奋，关注度较高。
气候变化对农作物的影响
气候变化正在发生。目前的气候波动或许只意味着更高额的空调费用，但随着时间推移，地球粮食供应的基础很可能因此面临动摇的危险。植物学家和农学家正在加紧工作，培育抗旱的农作物，并研究生物群落接下来的变化趋势。
中亚造山带南部的构造演化
中亚造山带的范围广阔，达到530万平方公里，包括图中位于乌兹别克斯坦的这片区域。该地区具有多种地质现象，包括大陆地壳增生改造、沉积岩、刮落的海底沉积物和火成岩等。这些现象的形成原因至今还是一个颇具争议的问题。
经导管主动脉瓣植入术
2002年，一位法国医生利用导管为一位病人进行了心脏瓣膜替换手术。该手术只需要开一个很小的口，而不是像常规的手术一样打开胸腔。这种新方法已经成为治疗主动脉瓣膜缺陷的常规方法，并且在数十个国家中获得认可，包括美国。
DNA甲基化分析和遗传性缺失
脱氧核糖核酸（DNA）是生命的密码，决定着从头发颜色到是否易患某种疾病等人体性状。然而，许多性状经过了一代又一代的遗传，在基因组中会变得无法溯源，成为“遗传性缺失”的来源之一。那么，在我们身上那些因为环境而改变的基因表达，是否也会在我们的后代中出现呢？
海洋酸化和海洋生态系统
大气层中越来越多的二氧化碳含量促使海洋中的碳酸浓度不断增加，降低了海水pH，并使一些海洋生物的壳或骨骼出现溶解。海洋系统极其复杂，我们对其的了解还非常少。海水的化学环境将出现怎样的变化？这依然是一个悬而未决的问题。上图是巴尔米拉环礁国家野生动物保护区。
强可见光催化制氢
多年来，氢燃料电池一直被认为是能源界的“下一个大事件”，然而，制氢成为了氢燃料电池发展的最大障碍。新型材料通常含有钴、镍、铁或钼等金属络合物催化剂----使科学家对水分解制氢的分子机制有了更多了解。在不断努力下，也许在不久的将来我们就可以见到实用的太阳能动力车了。
超导体
利用超导体，电流信号可以进行无阻和无损传导。传统上，超导状态只能在极低温度下（如图中利用液氮）才能获得，所应用的领域也很有限。不过随着研究的深入，超导所需要的温度已经逐渐提高。在过去几年中，铁砷化合物已经被硒设备所取代，在物理学界中引起了不小的轰动。
伽利略宇宙论
宇宙正在扩张，而且扩张的速率比以往更快。对此的一个解释是“暗能量”，但怀疑论者认为该理论的数学计算有点不尽如人意。另一个假说认为，我们需要修改对远程引力效应的数学处理。科学家采用了一个特别的方法：伽利略标量场，从而使自加速的解成为可能。
高能可充电锂空气电池
锂空气电池是将锂的电子剥离出来，利用空气中的氧作为阴极材料，来产生电流。由于是利用空气中的氧作为电子受体，因此不需要将氧化剂装到电池中。与汽油引擎相比，锂空气电池具有非常高的能量密度。图中是IBM公司研制的可扩展锂空气电池。
城市迁移政策和全球治理问题
每个星期都有超过一百万人从农村迁移到城市。这种大规模的人口迁移在人类历史上还从未出现过，完整地展现出今天人类与地球互动的方式。一方面是反乌托邦的棚户区改造，另一方面则是光鲜亮丽的大都市，各国政府应当如何来应对城市化所带来的安全、基础设施和经济发展问题？
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