入選理由：國際空間站退役后，“天宮”將成為唯一可用空間站。

2021年(nian)4月29日，“天(tian)(tian)和”核(he)心(xin)(xin)艙發(fa)射升(sheng)空(kong)(kong)(kong)并順利抵達軌道(dao)，標志(zhi)著我(wo)國(guo)“天(tian)(tian)宮”空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)在軌組(zu)建工作(zuo)全面展開(kai)。6月17日，神舟(zhou)十二號載(zai)人飛(fei)(fei)船將(jiang)(jiang)3名(ming)(ming)航天(tian)(tian)員送入“天(tian)(tian)和”核(he)心(xin)(xin)艙，航天(tian)(tian)員隨后(hou)開(kai)展了3個月的太(tai)空(kong)(kong)(kong)任務，并于(yu)(yu)9月17日順利返回。10月16日，神舟(zhou)十三號載(zai)人飛(fei)(fei)船發(fa)射升(sheng)空(kong)(kong)(kong)，“天(tian)(tian)和”核(he)心(xin)(xin)艙再次迎來(lai)3名(ming)(ming)航天(tian)(tian)員，這是空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)關(guan)鍵技術(shu)驗(yan)證階段的最后(hou)一(yi)次飛(fei)(fei)行(xing)任務。中國(guo)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)預計于(yu)(yu)2022年(nian)年(nian)底(di)前建成，由一(yi)個核(he)心(xin)(xin)艙和兩個實(shi)驗(yan)艙組(zu)成。空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)開(kai)啟常態化運行(xing)后(hou)，將(jiang)(jiang)有(you)(you)3名(ming)(ming)航天(tian)(tian)員作(zuo)為(wei)一(yi)個乘組(zu)長(chang)期駐(zhu)留，定(ding)期輪換。此外，隨著國(guo)際空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)的退役時間(jian)(jian)(jian)臨(lin)近，中國(guo)的“天(tian)(tian)宮”空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)很有(you)(you)可能在未來(lai)成為(wei)唯一(yi)可用的空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)。

入選理由：火星探測季進入全新階段。

2021年5月22日，我(wo)國首次火(huo)星(xing)(xing)探(tan)測(ce)任務“天(tian)問(wen)一號(hao)”著陸(lu)巡(xun)視器攜帶的火(huo)星(xing)(xing)車“祝融號(hao)”安全(quan)駛離著陸(lu)平臺，到達火(huo)星(xing)(xing)烏托邦平原(yuan)表面，開(kai)始(shi)巡(xun)視探(tan)測(ce)。這(zhe)意(yi)味著中國成(cheng)為了(le)首個一次完成(cheng)繞、落、巡(xun)三大任務的國家。美國“毅力”號(hao)火(huo)星(xing)(xing)車也(ye)于2021年2月直(zhi)接(jie)進(jin)入(ru)(ru)火(huo)星(xing)(xing)大氣(qi)層，并成(cheng)功(gong)著陸(lu)。4月，在“毅力”號(hao)的注視下，“機(ji)智”號(hao)無人機(ji)完成(cheng)了(le)在火(huo)星(xing)(xing)的首次飛行(xing)。與此(ci)同時(shi)，阿聯酋的“希(xi)望”號(hao)探(tan)測(ce)器也(ye)成(cheng)功(gong)進(jin)入(ru)(ru)火(huo)星(xing)(xing)軌道(dao)，開(kai)始(shi)拍攝火(huo)星(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)星(xing)(xing)探(tan)測(ce)器已經紛紛抵(di)達目標地(di)點并開(kai)始(shi)正常工(gong)作，未來它們(men)將(jiang)傳回大量與火(huo)星(xing)(xing)相關的重(zhong)要信息。

入選理由：理論與實驗結果之間的沖突，讓科學家看到了新物理的曙光。

2021年4月7日，美(mei)國費米國家實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)繆子(zi)g-2實(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)數據(ju)(ju)公布(bu)，實(shi)驗(yan)(yan)(yan)測到的(de)(de)(de)(de)繆子(zi)磁(ci)矩與理(li)論(lun)預測之間存在明顯的(de)(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)，然(ran)而，偶然(ran)誤差(cha)導致這(zhe)種偏(pian)差(cha)的(de)(de)(de)(de)概率僅有(you)(you)1/40 000。標(biao)準模型(xing)是目前(qian)描述基本粒子(zi)和基本作(zuo)用力的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳模型(xing)，面對最(zui)新的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果(guo)(guo)，科學(xue)家不得(de)不思考：理(li)論(lun)與實(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果(guo)(guo)之間的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種偏(pian)差(cha)究竟是源自(zi)標(biao)準模型(xing)深層(ceng)次的(de)(de)(de)(de)誤差(cha)，還(huan)是存在標(biao)準模型(xing)之外的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用力和粒子(zi)。在未來，第二、三次的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)數據(ju)(ju)會(hui)逐步(bu)公布(bu)，修正(zheng)后的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)計(ji)算結(jie)果(guo)(guo)也(ye)會(hui)逐步(bu)出爐。如果(guo)(guo)到時(shi)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)數據(ju)(ju)和理(li)論(lun)值之間仍然(ran)存在不可(ke)忽(hu)略的(de)(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)，那它很有(you)(you)可(ke)能會(hui)動(dong)搖現代(dai)物理(li)學(xue)大(da)廈的(de)(de)(de)(de)根(gen)基。

入選理由：人類第一次從二氧化碳出發成功合成出淀粉。

2021年9月，中國科學(xue)院的(de)(de)研(yan)究團(tuan)隊(dui)宣布，他們(men)從頭(tou)設計了11步反應路徑，利用(yong)無機催化劑和(he)生(sheng)物(wu)(wu)酶，首次(ci)在(zai)全(quan)球實現了從二氧化碳(tan)到淀粉的(de)(de)全(quan)合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)。在(zai)自(zi)(zi)然(ran)界，植物(wu)(wu)需要通過(guo)(guo)光合(he)(he)(he)(he)(he)作用(yong)把空(kong)氣(qi)中的(de)(de)二氧化碳(tan)轉(zhuan)(zhuan)化為(wei)淀粉，這個(ge)過(guo)(guo)程涉及60多步反應，且只有(you)2%左右(you)的(de)(de)能量轉(zhuan)(zhuan)化效率(lv)(lv)。這項研(yan)究不僅能合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)與天(tian)然(ran)淀粉結(jie)構幾乎一(yi)致的(de)(de)淀粉分(fen)子，還比天(tian)然(ran)合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路徑更高效。它(ta)的(de)(de)能量轉(zhuan)(zhuan)化效率(lv)(lv)約是(shi)自(zi)(zi)然(ran)光合(he)(he)(he)(he)(he)作用(yong)的(de)(de)3.5倍，淀粉合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)速率(lv)(lv)更是(shi)天(tian)然(ran)合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)8.5倍。這項研(yan)究是(shi)從頭(tou)合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)生(sheng)物(wu)(wu)大分(fen)子的(de)(de)一(yi)次(ci)里程碑式(shi)突破，也是(shi)模仿甚至(zhi)超越自(zi)(zi)然(ran)合(he)(he)(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)機制的(de)(de)一(yi)大步。

入選理由：新冠病毒持續演化，不斷出現的新毒株影響波及全球。

2021年5月，新(xin)冠(guan)病(bing)(bing)毒(du)德爾塔(ta)毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)被世界衛生組織(zhi)（WHO）列為(wei)“受關(guan)切(qie)變(bian)異(yi)株(zhu)(zhu)(zhu)”（VOC），目前已擴散(san)到(dao)超過200個(ge)國家(jia)和(he)地區，是全球(qiu)(qiu)最流行的(de)新(xin)冠(guan)病(bing)(bing)毒(du)毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)。德爾塔(ta)毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)病(bing)(bing)毒(du)載(zai)量高、傳播能力強(qiang)(qiang)、潛伏期短，能部分逃脫抗體的(de)中和(he)反應。此外，全球(qiu)(qiu)多(duo)款疫(yi)苗對德爾塔(ta)毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)的(de)保護效(xiao)力均有(you)所下降。11月初，奧(ao)密克戎毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)在(zai)(zai)南非被首次檢測到(dao)，不到(dao)20天后便被WHO列為(wei)VOC，截至12月中旬已蔓延到(dao)80多(duo)個(ge)國家(jia)和(he)地區。奧(ao)密克戎毒(du)株(zhu)(zhu)(zhu)刺突(tu)蛋白上存在(zai)(zai)多(duo)達32處突(tu)變(bian)，其中3處可能增強(qiang)(qiang)免疫(yi)逃逸能力。全球(qiu)(qiu)抗疫(yi)之路仍然充滿(man)挑戰。

入選理由：改寫了蛋白質結構研究，極大地推動對生命本質的探尋和藥物研發。

2021年7月，DeepMind宣(xuan)布人(ren)工智能(neng)算(suan)法AlphaFold2開源(yuan)(yuan)，隨后(hou)又與歐洲生(sheng)(sheng)物信息學研(yan)(yan)究所合作，公(gong)布了這套算(suan)法精(jing)準預測(ce)的(de)(de)人(ren)類蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)組中98.5%的(de)(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質結構(gou)(gou)，以及(ji)20種模式生(sheng)(sheng)物同(tong)等比例的(de)(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質結構(gou)(gou)。AlphaFold2預測(ce)的(de)(de)精(jing)準度(du)已(yi)達到原子(zi)級別，能(neng)媲(pi)美目前最(zui)精(jing)準的(de)(de)測(ce)量儀器，預測(ce)還(huan)將(jiang)用時從幾個月縮短到幾天甚至數個小時。同(tong)月，由華盛頓大學等機構(gou)(gou)研(yan)(yan)發的(de)(de)算(suan)法RoseTTAFold開源(yuan)(yuan)，它能(neng)更好地預測(ce)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質復(fu)合物的(de)(de)結構(gou)(gou)。AI蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質結構(gou)(gou)預測(ce)算(suan)法的(de)(de)爆發，解決(jue)了科學界的(de)(de)一個關鍵難題，拓展了對生(sheng)(sheng)命(ming)基礎(chu)物質的(de)(de)認知，將(jiang)極大地推動生(sheng)(sheng)物醫(yi)藥(yao)領(ling)域的(de)(de)發展。

入選理由：各國的共同承諾，讓1.5℃的目標“活了下來”。

2021年11月13日，第26屆(jie)聯合(he)國(guo)氣(qi)候(hou)大會（COP26）艱難(nan)落下帷幕，197個締約(yue)方簽(qian)署(shu)了(le)《格拉(la)斯哥氣(qi)候(hou)公約(yue)》，使《巴黎協定》“全球平均(jun)氣(qi)溫升幅控制(zhi)在1.5℃之內(nei)”的(de)(de)目標(biao)有(you)可能(neng)(neng)實(shi)現(xian)(xian)。盡管未能(neng)(neng)將“1.5℃”的(de)(de)目標(biao)寫入(ru)公約(yue)，但與會的(de)(de)世界各國(guo)代表終(zhong)于(yu)就《巴黎協定》第6條(tiao)實(shi)施(shi)細則達成共識，并承(cheng)諾結(jie)束(shu)森林砍伐(fa)、逐漸減少煤(mei)炭(tan)使用等(deng)。會前(qian)(qian)，中國(guo)向世界做(zuo)出了(le)“力爭二氧化碳排放(fang)于(yu)2030年前(qian)(qian)達到峰值，2060年前(qian)(qian)實(shi)現(xian)(xian)碳中和”的(de)(de)承(cheng)諾。邁向綠色低碳的(de)(de)行(xing)動不僅有(you)助于(yu)地球免(mian)遭災難(nan)性氣(qi)候(hou)變化的(de)(de)重擊，還為(wei)國(guo)內(nei)新能(neng)(neng)源產(chan)業(ye)等(deng)綠色產(chan)業(ye)的(de)(de)發(fa)展提供了(le)新的(de)(de)機遇。

入選理由：快速射電暴研究進入下一階段，中國天眼貢獻顯著。

2021年(nian)6月8日，加拿大(da)CHIME射電(dian)望遠(yuan)鏡公布(bu)了(le)536次新發(fa)現的(de)快速射電(dian)暴（FRB）。2021年(nian)10月13日，中(zhong)國天(tian)(tian)眼（FAST）宣布(bu)從重復(fu)源(yuan)FRB 121102觀測(ce)(ce)(ce)到了(le)1652次FRB。兩(liang)臺(tai)望遠(yuan)鏡將(jiang)人類觀測(ce)(ce)(ce)到的(de)FRB數量(liang)從200余次提升(sheng)到2000多(duo)次。2020年(nian)，包括我國慧眼衛(wei)星(xing)在內的(de)觀測(ce)(ce)(ce)表明，FRB很可能(neng)(neng)起源(yuan)于磁(ci)陀(tuo)(tuo)星(xing)。但此次FAST觀測(ce)(ce)(ce)到的(de)FRB不具周期性，且總(zong)能(neng)(neng)量(liang)接近(jin)磁(ci)陀(tuo)(tuo)星(xing)可用(yong)能(neng)(neng)量(liang)上限，研(yan)究(jiu)團隊認為(wei)這基本排除了(le)FRB 121102是由單一磁(ci)陀(tuo)(tuo)星(xing)產(chan)生的(de)可能(neng)(neng)。目前，科(ke)學(xue)家認為(wei)FRB可能(neng)(neng)具有(you)多(duo)種(zhong)起源(yuan)。這兩(liang)臺(tai)望遠(yuan)鏡共同(tong)提升(sheng)了(le)人類觀測(ce)(ce)(ce)FRB的(de)能(neng)(neng)力，為(wei)天(tian)(tian)文學(xue)家對FRB的(de)進(jin)一步研(yan)究(jiu)鋪平了(le)道路(lu)。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年(nian)11月(yue)(yue)(yue)，全(quan)球(qiu)首(shou)款(kuan)口(kou)服抗(kang)(kang)新冠(guan)(guan)病毒(du)藥(yao)(yao)物(wu)molnupiravir在(zai)英國(guo)獲批(pi)(pi)。同(tong)月(yue)(yue)(yue)，輝(hui)瑞(rui)公司(si)公布了其開(kai)發的(de)(de)口(kou)服抗(kang)(kang)新冠(guan)(guan)病毒(du)藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)臨床效果(guo)。這兩(liang)款(kuan)作用機制不同(tong)的(de)(de)藥(yao)(yao)物(wu)均能抑制病毒(du)增殖，極大地降低了患者住院和死亡的(de)(de)風險。12月(yue)(yue)(yue)8日，安巴韋單(dan)抗(kang)(kang)與羅米司(si)韋單(dan)抗(kang)(kang)（BRII-196/BRII-198）聯(lian)合(he)用藥(yao)(yao)方案(an)獲得(de)中(zhong)國(guo)國(guo)家(jia)藥(yao)(yao)品監督管理局應急批(pi)(pi)準，成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)首(shou)個(ge)獲批(pi)(pi)的(de)(de)自主知識產權新冠(guan)(guan)病毒(du)中(zhong)和抗(kang)(kang)體聯(lian)合(he)治療方案(an)。這類藥(yao)(yao)物(wu)可以通(tong)過阻止(zhi)病毒(du)吸附細胞，阻斷病毒(du)增殖。相比“老藥(yao)(yao)新用”的(de)(de)方案(an)，不斷涌現的(de)(de)新款(kuan)特效藥(yao)(yao)的(de)(de)靶向性(xing)更(geng)強(qiang)、療效更(geng)好、安全(quan)性(xing)更(geng)高，在(zai)疫苗之外，也為(wei)抗(kang)(kang)擊新冠(guan)(guan)疫情提供(gong)了新的(de)(de)希望。

入選理由：由于潛在的倫理問題，嵌合體胚胎研究引發了激烈討論。

2021年4月，美國(guo)索爾(er)克(ke)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所和昆明(ming)理工大學等機構的科學家培養(yang)出了(le)首(shou)個人(ren)(ren)猴(hou)嵌(qian)合體(ti)胚(pei)胎(tai)。他們(men)將(jiang)人(ren)(ren)的擴展(zhan)多能干細(xi)胞注入132個食蟹猴(hou)的早期囊胚(pei)內培養(yang)，胚(pei)胎(tai)最長存活(huo)了(le)20天。這項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和另一項(xiang)將(jiang)人(ren)(ren)多能干細(xi)胞和成纖(xian)維細(xi)胞轉化成人(ren)(ren)早期胚(pei)胎(tai)的研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)一起(qi)，極大地沖擊了(le)人(ren)(ren)類(lei)胚(pei)胎(tai)體(ti)外培養(yang)的“14天規(gui)(gui)則”。相關(guan)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)不僅在學術界引起(qi)了(le)大量討(tao)論，也(ye)在社會(hui)上(shang)引發了(le)關(guan)于科研(yan)(yan)倫理規(gui)(gui)范的激烈討(tao)論。在經過多輪的商討(tao)和權衡(heng)后，國(guo)際干細(xi)胞研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)學會(hui)于5月首(shou)次放寬了(le)這一規(gui)(gui)則限制(zhi)，提出對于培養(yang)人(ren)(ren)類(lei)胚(pei)胎(tai)超過2周的研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)需進行多輪審(shen)核(he)，來決定終止時間。