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)研(yan)(yan)究(jiu)小(xiao)組于(yu)2003年治療了(le)中(zhong)國香港的(de)第一(yi)例重(zhong)癥急(ji)性呼吸綜合(he)征(zheng)（SARS）患者，并從臨床(chuang)標本中(zhong)分(fen)離(li)出冠狀(zhuang)(zhuang)病(bing)毒(du)（SARS-CoV-1），為(wei)設計(ji)診斷和病(bing)癥鑒定提供(gong)了(le)必要信(xin)息 (Lancet April 19, 2003)。袁(yuan)國勇對野生(sheng)蝙(bian)蝠(fu)中(zhong)SARS類(lei)冠狀(zhuang)(zhuang)病(bing)毒(du)的(de)持續研(yan)(yan)究(jiu)，大大擴展了(le)我們對人畜共患病(bing)宿(su)主、跨物(wu)種傳播障礙、發(fa)病(bing)機制(zhi)、與疾病(bing)和診斷的(de)認識。鑒于(yu)蝙(bian)蝠(fu)衍生(sheng)的(de)類(lei)似SARS的(de)冠狀(zhuang)(zhuang)病(bing)毒(du)的(de)高流行率，他(ta)們的(de)研(yan)(yan)究(jiu)預測(ce)了(le)類(lei)似SARS的(de)流行病(bing)可能再(zai)次(ci)出現(xian)，并強調了(le)公共衛生(sheng)防備的(de)重(zhong)要性。正如所料，蝙(bian)蝠(fu)冠狀(zhuang)(zhuang)病(bing)毒(du)HKU4/5被認為(wei)是引(yin)起了(le)流行性中(zhong)東呼吸綜合(he)征(zheng)的(de)MERS-CoV病(bing)毒(du)的(de)前身。

張杰(jie)博士是開發利用(yong)太瓦到拍瓦激(ji)光束(shu)(shu)有效生成(cheng)受控、高強度(du)快(kuai)電子(zi)束(shu)(shu)（~100 keV 到 10 MeV）方(fang)法(fa)的先驅。利用(yong)這一技術，張杰(jie)領(ling)導的研究(jiu)團隊在快(kuai)電子(zi)束(shu)(shu)方(fang)面取得了(le)一系(xi)列重大突破，包括高效產(chan)生非熱電子(zi)、用(yong)激(ji)光調節電子(zi)束(shu)(shu)能量、實現(xian)高定向電子(zi)發射，以及創時空分辨(bian)世(shi)界紀錄的電子(zi)束(shu)(shu)成(cheng)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(dian)子(zi)(zi)(zi)束為(wei)一(yi)系(xi)列其(qi)他(ta)(ta)(ta)重要的(de)(de)科學探(tan)索提供了(le)(le)可能(neng)(neng)。例如，他(ta)(ta)(ta)們(men)開發(fa)了(le)(le) MeV 超(chao)(chao)快電(dian)子(zi)(zi)(zi)衍射(she)和成像設備，并展示了(le)(le)亞埃(ai)空間分辨率(lv)和創紀錄的(de)(de) 50 飛秒(miao)時間分辨率(lv)。他(ta)(ta)(ta)們(men)使用(yong)超(chao)(chao)快激光(guang)(guang)場成功地改變了(le)(le)量子(zi)(zi)(zi)材(cai)料的(de)(de)維度，并觀察(cha)到了(le)(le)光(guang)(guang)誘導的(de)(de)新型相變。此(ci)外(wai)，他(ta)(ta)(ta)們(men)的(de)(de)這(zhe)一(yi)技術還幫助實現了(le)(le)更(geng)緊湊、更(geng)高(gao)效的(de)(de)高(gao)能(neng)(neng)粒子(zi)(zi)(zi)加速(su)器。同時，他(ta)(ta)(ta)們(men)還通過超(chao)(chao)快電(dian)子(zi)(zi)(zi)衍射(she)實現了(le)(le)單分子(zi)(zi)(zi)成像。

施敏教授對(dui)跨金(jin)屬(shu)/半導(dao)體 (金(jin)/半)載流子的傳(chuan)輸(shu)理論(lun)和(he)(he)實踐(jian)，做出(chu)了基(ji)礎性和(he)(he)開(kai)創性的貢(gong)獻。他對(dui)于(yu)大范(fan)圍摻雜(1014-1020/cm3) 和(he)(he)工(gong)作溫度 (硅: 77K-373K；砷(shen)化(hua)(hua)(hua)鎵(jia)：50K-500K)的金(jin)/半接觸特性，通(tong)過跨金(jin)/半界(jie)面勢壘的量子隧道穿越、熱電(dian)子發(fa)射、鏡(jing)像(xiang)力(li)降低、和(he)(he)二維統(tong)計雜質變化(hua)(hua)(hua)的共同(tong)效應都做出(chu)了分析和(he)(he)實驗。這些對(dui)硅和(he)(he)砷(shen)化(hua)(hua)(hua)鎵(jia)半導(dao)體的前沿貢(gong)獻, 不僅奠定了歐姆和(he)(he)肖特基(ji) (歐/肖)接觸的科(ke)學(xue)理論(lun)基(ji)礎，并且(qie)開(kai)啟了制造(zao)近代(dai)半導(dao)體器件(jian)的可擴展途徑。在接下來的50年(nian)中(zhong)，它們(men)被廣泛(fan)的用于(yu)計算、通(tong)信、傳(chuan)感、控制、成(cheng)像(xiang)和(he)(he)記憶之芯片(pian)電(dian)路的制造(zao)，對(dui)人類生活和(he)(he)文明有巨大貢(gong)獻。