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）的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)小(xiao)組于(yu)2003年(nian)治療了中國(guo)香港的(de)(de)(de)第一(yi)例重(zhong)癥(zheng)急(ji)性呼(hu)吸綜(zong)合征（SARS）患者，并從(cong)臨(lin)床(chuang)標本中分離出(chu)冠狀病(bing)毒(du)（SARS-CoV-1），為設計診斷(duan)和病(bing)癥(zheng)鑒定提供(gong)了必要(yao)信(xin)息 (Lancet April 19, 2003)。袁國(guo)勇對(dui)野生蝙(bian)蝠(fu)中SARS類(lei)冠狀病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)持續研(yan)究(jiu)，大大擴展了我們對(dui)人畜共(gong)患病(bing)宿主、跨(kua)物種(zhong)傳播障礙、發病(bing)機制、與疾病(bing)和診斷(duan)的(de)(de)(de)認(ren)識。鑒于(yu)蝙(bian)蝠(fu)衍生的(de)(de)(de)類(lei)似SARS的(de)(de)(de)冠狀病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)高(gao)流行率，他們的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)預測了類(lei)似SARS的(de)(de)(de)流行病(bing)可(ke)能再次出(chu)現，并強調了公共(gong)衛生防備的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)性。正如(ru)所料，蝙(bian)蝠(fu)冠狀病(bing)毒(du)HKU4/5被(bei)認(ren)為是(shi)引(yin)起(qi)了流行性中東呼(hu)吸綜(zong)合征的(de)(de)(de)MERS-CoV病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)前身。

張杰(jie)(jie)博士是(shi)開發(fa)(fa)利(li)用(yong)(yong)太瓦到拍瓦激光束(shu)有效生(sheng)(sheng)成受控、高(gao)(gao)強度快電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)（~100 keV 到 10 MeV）方法的(de)(de)先驅。利(li)用(yong)(yong)這一(yi)技術，張杰(jie)(jie)領(ling)導的(de)(de)研究團隊在快電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)方面取得了一(yi)系列重大突破，包(bao)括高(gao)(gao)效產生(sheng)(sheng)非熱電(dian)(dian)子(zi)(zi)、用(yong)(yong)激光調節電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)能量(liang)、實(shi)現高(gao)(gao)定向電(dian)(dian)子(zi)(zi)發(fa)(fa)射，以及創時空分(fen)辨(bian)世界紀錄的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)成像。

張博士團隊研發(fa)的可精確控制的高強度快(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)子束為一系列其他(ta)重(zhong)要的科(ke)學探索提供了(le)可能。例如，他(ta)們(men)開發(fa)了(le) MeV 超(chao)快(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)子衍射(she)和成像設備，并展示(shi)了(le)亞(ya)埃空間分(fen)辨(bian)率和創紀(ji)錄的 50 飛(fei)秒時(shi)間分(fen)辨(bian)率。他(ta)們(men)使用(yong)超(chao)快(kuai)(kuai)(kuai)激(ji)光場成功地改變(bian)了(le)量子材料的維度，并觀察到了(le)光誘導(dao)的新型相變(bian)。此外(wai)，他(ta)們(men)的這一技術還(huan)幫助(zhu)實(shi)現了(le)更緊湊、更高效的高能粒子加速(su)器。同時(shi)，他(ta)們(men)還(huan)通過超(chao)快(kuai)(kuai)(kuai)電(dian)子衍射(she)實(shi)現了(le)單分(fen)子成像。

施敏教(jiao)授對(dui)(dui)跨金(jin)(jin)屬/半(ban)(ban)導體(ti) (金(jin)(jin)/半(ban)(ban))載流子的(de)(de)(de)傳輸理(li)論和(he)(he)實(shi)踐，做出了(le)基(ji)(ji)礎性(xing)和(he)(he)開創性(xing)的(de)(de)(de)貢(gong)(gong)獻(xian)。他對(dui)(dui)于大(da)范圍摻雜(1014-1020/cm3) 和(he)(he)工作(zuo)溫度 (硅: 77K-373K；砷(shen)化鎵：50K-500K)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)/半(ban)(ban)接(jie)觸(chu)特(te)性(xing)，通(tong)過跨金(jin)(jin)/半(ban)(ban)界面勢壘的(de)(de)(de)量子隧道穿越(yue)、熱電(dian)子發(fa)射、鏡(jing)像力降低、和(he)(he)二維統計(ji)雜質(zhi)變化的(de)(de)(de)共同效應都做出了(le)分析和(he)(he)實(shi)驗。這些對(dui)(dui)硅和(he)(he)砷(shen)化鎵半(ban)(ban)導體(ti)的(de)(de)(de)前沿貢(gong)(gong)獻(xian), 不僅奠定(ding)了(le)歐(ou)姆和(he)(he)肖特(te)基(ji)(ji) (歐(ou)/肖)接(jie)觸(chu)的(de)(de)(de)科學理(li)論基(ji)(ji)礎，并且開啟了(le)制(zhi)造(zao)近代半(ban)(ban)導體(ti)器件的(de)(de)(de)可(ke)擴展途徑。在接(jie)下來的(de)(de)(de)50年中，它們被(bei)廣(guang)泛的(de)(de)(de)用于計(ji)算、通(tong)信、傳感(gan)、控制(zhi)、成像和(he)(he)記(ji)憶之芯片電(dian)路的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)，對(dui)(dui)人類(lei)生(sheng)活和(he)(he)文明有(you)巨(ju)大(da)貢(gong)(gong)獻(xian)。