2021未來科學大獎包括“生命科學獎”、“物質科學獎”和“數學與計算機科學獎”三個獎項。袁國勇、裴偉士憑借他們發現了冠狀病毒（SARS-CoV-1）為導致2003年全球重癥急性呼吸綜合征（SARS）病原，以及由動物到人的傳染鏈，為人類應對MERS和COVID-19冠狀病毒引起的傳染病產生了重大影響的貢獻摘得“生命科學獎”；張杰因其通過調控激光與物質相互作用產生精確可控的超短脈沖快電子束，并將其應用于實現超高時空分辨高能電子衍射成像和激光核聚變的快點火研究的貢獻獲得“物質科學獎”；施敏因其在對金屬與半導體間載流子互傳的理論認知做出的貢獻，促成了過去50年中按“摩爾定律”速率建造的各代集成電路中如何形成歐姆和肖特基接觸的關鍵技術取得的成就榮膺“數學與計算機科學獎”。

袁國勇（左）和裴偉士（右(you)）的(de)研究(jiu)小組于(yu)2003年治療了(le)中國(guo)香港的(de)第(di)一例重癥急性呼吸(xi)綜合征(zheng)(zheng)（SARS）患(huan)者，并從(cong)臨床標本中分離出(chu)冠(guan)狀(zhuang)病(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)（SARS-CoV-1），為(wei)設計診斷和病(bing)(bing)(bing)癥鑒(jian)定提(ti)供了(le)必要信息 (Lancet April 19, 2003)。袁國(guo)勇對(dui)野生蝙蝠(fu)(fu)(fu)中SARS類(lei)冠(guan)狀(zhuang)病(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)的(de)持續研究(jiu)，大大擴展了(le)我(wo)們對(dui)人畜(chu)共患(huan)病(bing)(bing)(bing)宿主、跨物種(zhong)傳播障礙、發病(bing)(bing)(bing)機制、與疾(ji)病(bing)(bing)(bing)和診斷的(de)認識。鑒(jian)于(yu)蝙蝠(fu)(fu)(fu)衍(yan)生的(de)類(lei)似(si)SARS的(de)冠(guan)狀(zhuang)病(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)的(de)高流(liu)(liu)行(xing)率，他們的(de)研究(jiu)預測了(le)類(lei)似(si)SARS的(de)流(liu)(liu)行(xing)病(bing)(bing)(bing)可能再次出(chu)現，并強(qiang)調了(le)公共衛生防(fang)備的(de)重要性。正如所料(liao)，蝙蝠(fu)(fu)(fu)冠(guan)狀(zhuang)病(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)HKU4/5被認為(wei)是引起了(le)流(liu)(liu)行(xing)性中東呼吸(xi)綜合征(zheng)(zheng)的(de)MERS-CoV病(bing)(bing)(bing)毒(du)(du)的(de)前身(shen)。

張杰博(bo)士是(shi)開發利用(yong)太瓦(wa)到拍瓦(wa)激(ji)光束(shu)有效(xiao)生(sheng)成受控(kong)、高(gao)強度快電子(zi)(zi)束(shu)（~100 keV 到 10 MeV）方法的(de)(de)先驅。利用(yong)這一技術，張杰領導的(de)(de)研究(jiu)團隊(dui)在快電子(zi)(zi)束(shu)方面取得了一系列重大突(tu)破，包括(kuo)高(gao)效(xiao)產生(sheng)非熱電子(zi)(zi)、用(yong)激(ji)光調節電子(zi)(zi)束(shu)能量、實現高(gao)定向電子(zi)(zi)發射，以及創時(shi)空(kong)分(fen)辨(bian)世界(jie)紀錄的(de)(de)電子(zi)(zi)束(shu)成像。

張博士團隊研發(fa)的(de)(de)可精確控制的(de)(de)高(gao)強度快電子束為一系列其他(ta)重要(yao)的(de)(de)科學探索提(ti)供(gong)了(le)可能(neng)。例如，他(ta)們開(kai)發(fa)了(le) MeV 超快電子衍射(she)和成像設備，并(bing)展示了(le)亞(ya)埃空間分辨率(lv)和創紀錄(lu)的(de)(de) 50 飛秒時間分辨率(lv)。他(ta)們使用超快激光(guang)場成功地改變了(le)量子材料的(de)(de)維度，并(bing)觀察到了(le)光(guang)誘導的(de)(de)新(xin)型相變。此外，他(ta)們的(de)(de)這一技術還幫(bang)助實現了(le)更(geng)緊湊、更(geng)高(gao)效的(de)(de)高(gao)能(neng)粒(li)子加速器。同時，他(ta)們還通(tong)過超快電子衍射(she)實現了(le)單(dan)分子成像。

施敏教授對跨金(jin)屬/半(ban)導(dao)體(ti) (金(jin)/半(ban))載流(liu)子的(de)(de)傳(chuan)輸理論和實踐，做出(chu)了基(ji)礎性和開創性的(de)(de)貢(gong)獻。他對于大范圍摻(chan)雜(1014-1020/cm3) 和工作(zuo)溫度 (硅: 77K-373K；砷(shen)化鎵(jia)：50K-500K)的(de)(de)金(jin)/半(ban)接(jie)觸特(te)性，通(tong)(tong)過跨金(jin)/半(ban)界面勢壘(lei)的(de)(de)量子隧道穿越(yue)、熱電(dian)子發射、鏡(jing)像(xiang)力降低、和二維統計雜質變化的(de)(de)共(gong)同(tong)效應都做出(chu)了分析和實驗(yan)。這些對硅和砷(shen)化鎵(jia)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)(de)前(qian)沿貢(gong)獻, 不(bu)僅(jin)奠定了歐(ou)姆和肖(xiao)特(te)基(ji) (歐(ou)/肖(xiao))接(jie)觸的(de)(de)科學(xue)理論基(ji)礎，并且(qie)開啟了制造(zao)近(jin)代半(ban)導(dao)體(ti)器件的(de)(de)可擴展途(tu)徑(jing)。在接(jie)下來的(de)(de)50年(nian)中，它們被廣泛的(de)(de)用(yong)于計算、通(tong)(tong)信、傳(chuan)感、控(kong)制、成像(xiang)和記憶之芯片電(dian)路的(de)(de)制造(zao)，對人類生(sheng)活(huo)和文明有巨大貢(gong)獻。