從氣候變化到基因編輯道德問題，研究人員在今年解決了很多棘手難題，也有了重大發現，包括冥王星上的冰山，量子奇異性證據以及細胞內的分子結構細節。
巴黎之路
今年，世界對待氣候變化態度開始嚴肅起來。在巴黎召開的聯合國氣候大會上，發達和發展中國家首次承諾控制或減少溫室氣體排放。
今年做出這一承諾的國家有所增加（會議期間已達184個），樂觀分析認為，這次會議將成為人類努力阻止全球變暖具有歷史意義的轉折點。12月12日，大會達里程碑式協議，獲得 195 個國家透過。協議要求所有成員國減少碳排放並將全球升溫控制在２攝氏度以下。聯合國將於 2018 年評估承諾各方進展情況，並從 2020 年開始，每五年重新討論各國氣候承諾。
中國和美國，世界最大碳排放國，也在推動巴黎會議成果。中國宣佈將會啟動排放總量控制和交易系統。經過多年猶豫不決，奧巴馬政府終於採取了標誌性行動，否決了將石油從加拿大運至美國冶煉廠的 Keystone XL 輸油管道專案。
氣候問題甚至引起教皇重視。六月，教皇釋出了環境通諭，九月出訪美國時也發表演講警告氣候變化帶來的危害。教皇出訪美國之後，兩項美國民調顯示此次出訪的確有助於人們認識到氣候變化問題嚴重性。
但是，這些國家的承諾很有可能無法將溫度控制在僅高出前工業時代全球溫度 2 攝氏度的範圍內，許多科學家認為，超過這一界限，氣候變暖將會破壞生態和經濟。如今，全球表面氣溫已經高於前工業時期全球表面溫度 1 攝氏度，2015 年可能會是有記錄以來最熱的一年。
冥王星及其他
NASA New Horizons 飛船傳回的壯觀照片，可見冥王星豐富的地形
太陽系探索方面，可謂矮行星之年。2015年，冥王星和穀神星的世界——後者位於火星和木星之間的小行星帶中心——迎來了人類宇宙飛船的初次探訪，也為我們帶來許多激動人心的圖片。
7月14日， New Horizons 成為第一艘飛越冥王星的宇宙飛船，首度為科學家揭開冥王星的面紗。飛越冥王星時，飛船觀察到上面有高聳的冰山和山脊、有高低起伏的平原，還有冰山浮在固態氮冰湖裡。冥王星的地質複雜性讓行星科學家們驚訝不已，包括首席研究人員 Alan Stern ，造就複雜性的地質活動的動力是什麼？
3月，當穀神星引力將 NASA 的 Dawn 探測器納入軌道後，這顆矮行星也更清晰地出現在我們面前。這個和柏油一樣暗黑，水儲量豐富的天體有許多神秘之處，包括金字塔般的山體，含鹽冰水反射出的亮點以及太陽光經過時環形山口的神秘煙霧雲。
歐洲宇航局的 Rosetta 飛船繼續圍繞彗星 67P/C-G 飛行。2014年11月，Philae 著陸器顛簸著陸後，人們曾一度以為它失蹤了，今年六月曾發回訊息，接下來的一個月又失去訊息，可能永久失去聯絡了。今年，分析飛船傳回資料的研究人員報導說，氧氣正從彗星流出，橡皮鴨一樣的外形可能是兩個更小型彗星低速碰撞的結果。
NASA 的 MAVEN 為我們首次提供了可供推測太陽風如何隨著時間推移除去土星大氣層進而造成氧氣流失的細節。在抵達土星系統11年後，NASA 的 Cassini飛船證實，深藏於衛星土衛二表面下的海洋遍佈整個星球——吸引著人類前去探索外星生命的存在。
基因編輯
準確、簡單易用卻又備受爭議的基因編輯系統 CRISPR–Cas9。今年4月，據報導，中國科學家使用該技術編輯了不能存活的人類胚胎，引發研究人員和生物倫理學家開始討論是否應該將這項技術運用到人體上，即使是為了基礎研究。今年12月，在華盛頓舉行的人類基因編輯國際峰會（International Summit on Human Gene Editing）上，這一爭論達到了頂峰，來自 20 多個國家，近 500 位倫理學家、科學家和法律專家共同討論了這個問題。會議發表宣告：工具尚未準備好用於打算受孕的人類胚胎基因組。不過，他們並未要求直接禁止將技術用於基礎研究。 過去三年裡，CRISPR 已經成為科學家提高動物、農作物、治癒人類疾病的選擇工具。10月，研究人員創造一項紀錄：迅速編輯了豬胚胎中的62個基因組——這一舉動可能會再次引發異種器官移植的討論。當人們接受異種器官時，基因修補能夠降低人類感染豬病毒的風險。人們也能用低成本技術修改狗，山羊以及綿羊的 DNA。
CRISPR 也能幫助治療人類疾病。今年 8 月，谷歌和其他投資人向位於麻省劍橋的基因組編輯創業公司 Editas Medicine 投資 1.2 億美元。該公司計劃於 2017 年在臨床試驗中使用這項新技術，修改一些視覺受損人士的基因突變。 另外，更加成熟的基因組編輯技術已被臨床採用。11月，英國研究人員宣佈他們使用了不同系統——叫做 TALENs 的酶——編輯人類免疫系統並將它們植入一歲大的白血病患者體內。12月，加州 Richmond 的 Sangamo Biosciences 科學家們宣佈，他們將於 2016 年開始一項人體試驗，測試 DNA 剪輯工具鋅指核酸酶，用以修改血友病基因缺陷。
疫苗的勝利
這個出生才三週的孩子是幾內亞埃博拉病毒爆發後最後病人之一
Edward Jenner 一定會為2015年的進步深感驕傲。4月，埃博拉疫苗順利進入人體試驗階段，根據仍在幾內亞進行的臨床測試初步分析，暴露在病毒中後不久接種 rVSV-ZEBOV 的患者，疫苗可為其提供近乎 100% 的保護。疫苗包括一種弱化後的活病毒，被改造用來生產埃博拉蛋白質，這也是專家所說的加快研發專案的成果，這樣人類就能即時與不斷湧現的其他疾病做鬥爭。 但是，疫苗還是來的太遲，無法對埃博拉病毒的廣泛流行產生顯著影響，無法挽救西非因此失去生命的 1.1 萬人。疾病正在褪去，不過人們驚訝發現賴比瑞亞最近又有回潮跡象；兩次表示要擺脫病毒侵擾之後，11月，賴比瑞亞又宣佈了三個新病例，一例死亡。 歷經近三十年的製造，10月，世界上第一個瘧疾疫苗得到全球疫苗諮詢組的謹慎採用。 今年4月，研究人員報告說，一項在非洲進行的涉及一萬五千多名兒童的臨床試驗表明，該疫苗的保護率僅為 30%。 委員會建議試用這種叫 RTS,S 的疫苗，在更大範圍採用之前，先讓一百萬孩子試用。 脊髓灰質炎疫苗讓人們距離全球根除脊髓灰質炎疾病的目標更進一步：今年,到12月9日為止，記錄中只有66例野生脊髓灰質炎病毒病例。 7月，奈及利亞——以及巴基斯坦和阿富汗,這些國家的脊髓灰質炎病毒傳播從未中斷過——第一次慶祝全國沒有一例新增脊髓灰質炎病毒感染，9月，該國敦促世界衛生組織將其從其脊髓灰質炎流行國家的名單上去除。這也為非洲於 2017 年實現無脊髓灰質炎鋪平道路。 最後，墨西哥批准了第一個對抗登革熱病毒疫苗。疫苗生產商，位於巴黎的 Sanofi 現在希望疫苗能夠得到其他拉丁美洲國家和亞洲國家的批准。
量子幽靈
11月，物理學家以會議或論文集的方式慶祝愛因斯坦廣義相對論一百週年。不過，８月，愛因斯坦也上了一次頭條。物理學家提出了到目前為止最有力的證據證明，兩個物體，比如亞原子微粒，會相互連結或糾纏。一個粒子能夠影響另一個粒子的狀態，儘管相距甚遠。研究人員證實相距 1.3 公里的成對電子之間存在強健的「量子糾纏。」 眾所周知，愛因斯坦鄙視「幽靈般的超距作用」，因為它似乎打破了宇宙規則,沒有什麼能比光速還要快。儘管愛因斯坦對此表示疑慮，但是,將來有一天這種方法可被用來打造高度安全的量子網路，免受駭客的攻擊。
人為造成的地震
石油天然氣開發和其他人類活動，被認為是世界範圍內（從瑞士到印度和中國）地震的導火線，但是，科學家們還不瞭解俄克拉荷馬為什麼地震這麼多。2009 年地震次數上升，今年地震最多。如今，每年 3 級以上地震次數增多，勝過加州。 今年 4 月,官員終於承認能源行業對地震有影響。俄克拉何馬州地質調查局宣佈，將汙水泵入地下深處的石油和天然氣井很可能是地震的罪魁禍首:數以千萬升液體的泵入轉移了斷層壓力，增加了地震可能性。 作為回應,負責監管石油和天然氣勘探的俄克拉何馬州公司委員會,減少了地震活躍地區廢水處置井的許可數量——這一舉動也表明能源工業在國家政治中的地位舉足輕重。
評估研究可靠性
2015 年，如何促進科研成果的可複製性已經從筆端轉移到了分析和行動上。 許多領域研究人員嘗試獨立複製發表出來的研究結果，原因很多，有的是因為研究方法介紹不夠，有的是因為資料分析出錯。 12月，美國可重複性專案（Reproducibility Project）：癌症生物學宣佈，由於成本和時間的問題，他們已經降低複製物件的規模，從起初的50篇減少到37篇。 今年，量化問題的努力也見成效。4月，另一個可複製化專案小組指出，複製已發表心理學研究成果的嘗試中，有2/3失敗了。一項富有爭議的分析估計，每年有 280 億美元被用於不可複製的生物醫學研究中，不可複製的原因經常是不良文件管理和錯誤資料。 投資方也做出回應。 英國重要的生物醫學研究所，包括 Wellcome Trust，今年也發表一份報告，介紹瞭如何提高可重複性的戰略辦法，比如標準化實驗步驟。10月，美國國立健康研究院也發表了一份可複製性指南。這些報告和指南都要求資金評審人找出那些可能發生偏斜的試驗設計問題，並要求資金申請人介紹將如何驗證試劑真實。今年，一些科學協會抵制了國立健康研究院在 2014 年釋出的另一份指南，該指南要求作者更加全面地介紹試驗情況。 這些協會解釋說，這些規則會讓論文準備和評審工作負擔太重。一些出版社也參與進來：今年，大約有十幾本刊物開始要求作者使用特別指引來描述試劑和方法，這也是來源識別倡議（ Resource Identification Initiative）的一部分內容。
聚焦性別歧視主義
今年，幾個社會事件反映出沙文主義仍在向科研領域滲透，性別歧視主義討論也日趨公眾化。4月，英國 Sussex 大學的進化基因學家 Fiona Ingleby 在推特上披露，PLoS ONE 拒絕了她和一位女性同事合著的論文，在此之前，一位評審人說，新增「一到兩位」男性合作者就能提高文章分析質量。期刊隨後從評審名單中去除了這位評審人。 六月，當諾獎獲得者，生物學家 Tim Hunt 談及實驗室裡與女生相處的麻煩時，遭到廣泛批評。他說，你愛她們她們也愛你，但是，當你批評她們時，她們就會哭。他是在首爾舉行的一場國際科學期刊會議上說這番話的。不過，兩天後，他辭去了榮譽教授職位。 十月，美國著名的系外行星獵手 Geoffrey Marcy 被踢爆在 2001 到 2010 期間多次性騷擾研究生，這些指控已透過校方調查被證實。在學校和天文學界的憤怒呼聲中，Marcy 辭去加州伯克利職位。這起事件也促使科學界自我反思，有些團體正在起草或重新評估防止會議或其他場合性騷擾的政策。 譯者注： 這是剛出來的伯克利校方報告：http://www.nature.com/news/berkeley-releases-report-on-astronomer-sexual-harassment-case-1.19068
分子定格技術
今年，結構生物學家揭示了生物分子機制的細節，，這要感謝一種叫做冷凍電鏡（ cryo-electron microscopy）的技術。研究人員可以透過快速凍住分子蛋白，確定分子結構，然後用電子顯微鏡以接近原子的解析度成像分子結構。過去三年，這項技術已經超過了 X 射線晶體衍射技術，因為它不需要首先進行蛋白結晶，研究人員就能分析更多分子。 今年，生物學家已經使用這項新技術繪製了 100 多個分子結構細節圖，包括負責回收受損或不需要的蛋白質的蛋白酶體，以及排序被編碼進蛋白質之前剪接信使RNA的剪接體。今年也出現了目前為止最清晰的 cryo-EM 作品——參與糖分解細菌酶的結構圖。研究人員也希望能觀察到具有醫學重要性的分子結構細節。 譯者注：冷凍電鏡被 Science 雜誌評為 2014 十大年度發現之一。國內頂尖科學家，如施一公、顏寧等結構生物學家最近公佈的重大科學發現，也是透過冷凍電鏡來完成的。比如，被譽為「近 30 年中國在基礎生命科學領域對世界科學作出的最大貢獻」的研究——今年，著名的《科學》雜誌線上發表了清華大學生命科學學院施一公教授研究組的兩篇具有里程碑意義的論文，宣佈得到了高解析度的剪接體三維結構和剪接體對前體信使 RNA 執行剪接的基本工作機理，從而將分子生物學的「中心法則」在分子機理的研究上大幅度向前推進。
醫療精準化
1月，美國總統奧巴馬宣佈精準醫療倡議
雖然根據單個病人情況定製醫療方案一直是生物醫學的目標，但是，美國總統奧巴馬也在大力倡導 Precision Medicine Initiative （PMI）。作為 2.15 億美元醫學專案的一部分，明年，NIH 將和合作單位在全國範圍內招募 100 萬人，蒐集他們的基因資訊、健康記錄甚至電子醫療監測裝置中的資料。研究人員將使用這些資訊，尋找疾病風險與基因以及環境因素之間的關聯。 PMI 也鼓勵其他州政府為這項龐大的縱向研究賭上一把。奧巴馬演講後，加州政府宣佈了一項 300 萬美元倡議計劃。中國也有望於明年啟動自己的大規模計劃，充分利用他們不可小覷的基因排序能力。 今年，冰島也展示了大量人類基因組排序的潛在用途。3月，位於雷克雅未克的冰島公司 deCODE Genetics 連續發表了四篇研究論文，分析了 2,600 多個冰島人的全基因排序——這也是目前單一人群中最大人類基因組集。公司研究了與阿爾茨海默症有關的突變和Y染色體突變率之間的關係。四篇基因測序研究論文：
"Identification of a large set of rare complete human knockouts."
"Large-scale whole-genome sequencing of the Icelandic population."
"Loss-of-function variants in ABCA7 confer risk of Alzheimer's disease."