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(ri)，“天(tian)和”核心(xin)艙發(fa)射升(sheng)空(kong)(kong)并(bing)順利抵(di)達軌(gui)道，標志著我國“天(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)在(zai)軌(gui)組建工(gong)作全面展(zhan)開(kai)(kai)。6月17日(ri)，神(shen)舟(zhou)十二(er)號載人(ren)飛(fei)船將3名(ming)航(hang)天(tian)員送入“天(tian)和”核心(xin)艙，航(hang)天(tian)員隨后(hou)(hou)開(kai)(kai)展(zhan)了3個月的太空(kong)(kong)任務(wu)，并(bing)于9月17日(ri)順利返回。10月16日(ri)，神(shen)舟(zhou)十三號載人(ren)飛(fei)船發(fa)射升(sheng)空(kong)(kong)，“天(tian)和”核心(xin)艙再次迎(ying)來3名(ming)航(hang)天(tian)員，這是空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)關鍵(jian)技術驗證(zheng)階段的最后(hou)(hou)一(yi)次飛(fei)行任務(wu)。中(zhong)國空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)預計于2022年(nian)年(nian)底前建成(cheng)，由一(yi)個核心(xin)艙和兩個實驗艙組成(cheng)。空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)開(kai)(kai)啟常態化運行后(hou)(hou)，將有3名(ming)航(hang)天(tian)員作為一(yi)個乘組長期駐留，定期輪換。此(ci)外，隨著國際空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)的退役時間(jian)臨近，中(zhong)國的“天(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)很有可(ke)(ke)能在(zai)未來成(cheng)為唯一(yi)可(ke)(ke)用的空(kong)(kong)間(jian)站(zhan)。

入選理由：火星探測季進入全新階段。

2021年(nian)5月22日，我國(guo)首(shou)次(ci)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)探測任務“天問一號(hao)(hao)”著(zhu)(zhu)陸巡視器攜帶的(de)(de)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)車“祝融號(hao)(hao)”安(an)全駛離著(zhu)(zhu)陸平臺(tai)，到達火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)烏托邦平原表面，開(kai)始(shi)(shi)巡視探測。這意味(wei)著(zhu)(zhu)中(zhong)國(guo)成(cheng)為了首(shou)個一次(ci)完成(cheng)繞、落、巡三大(da)任務的(de)(de)國(guo)家。美國(guo)“毅力(li)”號(hao)(hao)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)車也(ye)于2021年(nian)2月直接進入(ru)(ru)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)氣層，并成(cheng)功(gong)著(zhu)(zhu)陸。4月，在(zai)“毅力(li)”號(hao)(hao)的(de)(de)注視下，“機(ji)智”號(hao)(hao)無人(ren)機(ji)完成(cheng)了在(zai)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)首(shou)次(ci)飛行。與此同時，阿(a)聯酋的(de)(de)“希望”號(hao)(hao)探測器也(ye)成(cheng)功(gong)進入(ru)(ru)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌道，開(kai)始(shi)(shi)拍攝火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)圖(tu)像。3臺(tai)火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)探測器已經紛(fen)紛(fen)抵達目標地點并開(kai)始(shi)(shi)正常工作，未來它(ta)們將傳回大(da)量與火(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)相關的(de)(de)重要信(xin)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(nian)4月7日，美國(guo)費米(mi)國(guo)家(jia)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室繆(mou)子g-2實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)數據公布，實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)測到的(de)(de)(de)(de)繆(mou)子磁矩與理(li)(li)(li)論預測之(zhi)間(jian)存在明顯的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)，然而(er)，偶然誤(wu)差(cha)導致這種偏差(cha)的(de)(de)(de)(de)概率僅有1/40 000。標(biao)準模型是目前描述基(ji)本粒子和基(ji)本作(zuo)用(yong)力的(de)(de)(de)(de)最佳模型，面對最新的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)結果(guo)，科學家(jia)不(bu)得不(bu)思考(kao)：理(li)(li)(li)論與實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)結果(guo)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)這種偏差(cha)究竟是源自(zi)標(biao)準模型深層次的(de)(de)(de)(de)誤(wu)差(cha)，還是存在標(biao)準模型之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)力和粒子。在未來，第二(er)、三次的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)數據會(hui)(hui)逐(zhu)步(bu)公布，修正(zheng)后的(de)(de)(de)(de)理(li)(li)(li)論計(ji)算結果(guo)也(ye)會(hui)(hui)逐(zhu)步(bu)出爐。如果(guo)到時實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)數據和理(li)(li)(li)論值之(zhi)間(jian)仍(reng)然存在不(bu)可忽(hu)略的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)，那它很有可能會(hui)(hui)動(dong)搖現代物理(li)(li)(li)學大廈的(de)(de)(de)(de)根基(ji)。

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(zhong)國科學院(yuan)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)宣布(bu)，他們從(cong)頭(tou)設計了(le)11步(bu)反(fan)應路(lu)徑，利用(yong)無機催化(hua)(hua)劑和生物(wu)酶，首次在全球(qiu)實現了(le)從(cong)二氧化(hua)(hua)碳到(dao)淀(dian)(dian)粉的(de)全合(he)成(cheng)(cheng)。在自(zi)(zi)然(ran)(ran)界(jie)，植(zhi)物(wu)需要通過光合(he)作用(yong)把空氣(qi)中(zhong)的(de)二氧化(hua)(hua)碳轉化(hua)(hua)為(wei)淀(dian)(dian)粉，這個過程涉及(ji)60多步(bu)反(fan)應，且只有2%左(zuo)右的(de)能(neng)量轉化(hua)(hua)效率。這項(xiang)研(yan)究(jiu)(jiu)不(bu)僅能(neng)合(he)成(cheng)(cheng)與天然(ran)(ran)淀(dian)(dian)粉結(jie)構幾乎(hu)一致(zhi)的(de)淀(dian)(dian)粉分子，還比天然(ran)(ran)合(he)成(cheng)(cheng)路(lu)徑更(geng)高效。它的(de)能(neng)量轉化(hua)(hua)效率約是(shi)自(zi)(zi)然(ran)(ran)光合(he)作用(yong)的(de)3.5倍(bei)，淀(dian)(dian)粉合(he)成(cheng)(cheng)速率更(geng)是(shi)天然(ran)(ran)合(he)成(cheng)(cheng)的(de)8.5倍(bei)。這項(xiang)研(yan)究(jiu)(jiu)是(shi)從(cong)頭(tou)合(he)成(cheng)(cheng)生物(wu)大分子的(de)一次里程碑式(shi)突破(po)，也(ye)是(shi)模仿(fang)甚(shen)至超(chao)越自(zi)(zi)然(ran)(ran)合(he)成(cheng)(cheng)機制的(de)一大步(bu)。

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，新冠(guan)病毒德爾(er)塔毒株(zhu)被(bei)(bei)世界(jie)衛(wei)生(sheng)組織（WHO）列(lie)為“受(shou)關切(qie)變(bian)異株(zhu)”（VOC），目前已擴散到超(chao)過200個國(guo)家和(he)地(di)區(qu)，是全球(qiu)最流行的新冠(guan)病毒毒株(zhu)。德爾(er)塔毒株(zhu)病毒載量(liang)高、傳播能(neng)力(li)強、潛(qian)伏(fu)期短，能(neng)部(bu)分(fen)逃脫抗(kang)體的中和(he)反(fan)應。此外，全球(qiu)多款疫(yi)苗(miao)對德爾(er)塔毒株(zhu)的保護效(xiao)力(li)均(jun)有所下降。11月初，奧(ao)密克戎(rong)毒株(zhu)在南非(fei)被(bei)(bei)首次(ci)檢測到，不到20天后便被(bei)(bei)WHO列(lie)為VOC，截至12月中旬(xun)已蔓延到80多個國(guo)家和(he)地(di)區(qu)。奧(ao)密克戎(rong)毒株(zhu)刺突(tu)蛋白上存在多達32處突(tu)變(bian)，其中3處可(ke)能(neng)增強免疫(yi)逃逸能(neng)力(li)。全球(qiu)抗(kang)疫(yi)之(zhi)路仍然充滿挑(tiao)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(yue)，DeepMind宣(xuan)布人工智能算(suan)(suan)法(fa)AlphaFold2開(kai)源(yuan)，隨后又與歐洲生(sheng)(sheng)物(wu)信(xin)息學(xue)(xue)研究所(suo)合(he)作，公布了這套算(suan)(suan)法(fa)精準(zhun)預(yu)(yu)測的(de)人類蛋(dan)(dan)白組中98.5%的(de)蛋(dan)(dan)白質結(jie)(jie)(jie)構(gou)，以及20種模(mo)式生(sheng)(sheng)物(wu)同(tong)等比例的(de)蛋(dan)(dan)白質結(jie)(jie)(jie)構(gou)。AlphaFold2預(yu)(yu)測的(de)精準(zhun)度(du)已(yi)達到(dao)原(yuan)子級別(bie)，能媲美目前(qian)最精準(zhun)的(de)測量儀器，預(yu)(yu)測還(huan)將用時從(cong)幾(ji)(ji)個(ge)月(yue)縮短到(dao)幾(ji)(ji)天甚至數(shu)個(ge)小時。同(tong)月(yue)，由華盛頓(dun)大學(xue)(xue)等機構(gou)研發(fa)的(de)算(suan)(suan)法(fa)RoseTTAFold開(kai)源(yuan)，它能更好地預(yu)(yu)測蛋(dan)(dan)白質復合(he)物(wu)的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)。AI蛋(dan)(dan)白質結(jie)(jie)(jie)構(gou)預(yu)(yu)測算(suan)(suan)法(fa)的(de)爆發(fa)，解決了科學(xue)(xue)界的(de)一(yi)個(ge)關鍵難(nan)題，拓展了對生(sheng)(sheng)命基(ji)礎物(wu)質的(de)認(ren)知，將極(ji)大地推動生(sheng)(sheng)物(wu)醫(yi)藥領(ling)域的(de)發(fa)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屆聯合國(guo)氣(qi)候大會（COP26）艱難落下帷(wei)幕，197個締(di)約(yue)方簽署了《格拉斯哥氣(qi)候公約(yue)》，使(shi)《巴黎協定》“全球(qiu)平均(jun)氣(qi)溫升幅(fu)控制在1.5℃之內”的(de)(de)目(mu)(mu)標有(you)可(ke)能(neng)(neng)實現。盡管未能(neng)(neng)將“1.5℃”的(de)(de)目(mu)(mu)標寫(xie)入公約(yue)，但與會的(de)(de)世(shi)界(jie)各國(guo)代表(biao)終(zhong)于就《巴黎協定》第6條實施細則達成共識(shi)，并承諾(nuo)結束森林(lin)砍(kan)伐(fa)、逐漸減(jian)少(shao)煤炭使(shi)用等(deng)(deng)。會前，中(zhong)國(guo)向世(shi)界(jie)做(zuo)出了“力爭二氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)排(pai)放于2030年前達到峰值，2060年前實現碳(tan)(tan)中(zhong)和(he)”的(de)(de)承諾(nuo)。邁向綠色低(di)碳(tan)(tan)的(de)(de)行動不僅有(you)助于地球(qiu)免(mian)遭災(zai)難性氣(qi)候變化(hua)的(de)(de)重擊，還為(wei)國(guo)內新能(neng)(neng)源產(chan)業(ye)等(deng)(deng)綠色產(chan)業(ye)的(de)(de)發展提供(gong)了新的(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(yue)8日，加(jia)拿(na)大CHIME射電望遠(yuan)鏡公布(bu)了536次(ci)(ci)新發(fa)現的(de)(de)快(kuai)速(su)射電暴（FRB）。2021年(nian)10月(yue)13日，中(zhong)國天眼（FAST）宣(xuan)布(bu)從重(zhong)復源FRB 121102觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)了1652次(ci)(ci)FRB。兩(liang)臺望遠(yuan)鏡將人類觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)的(de)(de)FRB數量從200余次(ci)(ci)提升到(dao)(dao)2000多次(ci)(ci)。2020年(nian)，包括我國慧(hui)眼衛星(xing)在內的(de)(de)觀(guan)測(ce)表明，FRB很可(ke)能(neng)起源于磁(ci)陀星(xing)。但此次(ci)(ci)FAST觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)的(de)(de)FRB不具(ju)周(zhou)期(qi)性(xing)，且(qie)總能(neng)量接(jie)近磁(ci)陀星(xing)可(ke)用能(neng)量上限，研究(jiu)團隊認(ren)為(wei)這(zhe)基本(ben)排除了FRB 121102是由(you)單一磁(ci)陀星(xing)產生(sheng)的(de)(de)可(ke)能(neng)。目前，科(ke)學家認(ren)為(wei)FRB可(ke)能(neng)具(ju)有(you)多種起源。這(zhe)兩(liang)臺望遠(yuan)鏡共同提升了人類觀(guan)測(ce)FRB的(de)(de)能(neng)力，為(wei)天文(wen)學家對FRB的(de)(de)進(jin)一步研究(jiu)鋪平了道路(lu)。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年11月(yue)，全球首款(kuan)口服(fu)抗(kang)新(xin)(xin)冠(guan)病(bing)毒(du)藥物(wu)(wu)molnupiravir在(zai)英國獲批。同月(yue)，輝瑞公(gong)司公(gong)布了其開發的口服(fu)抗(kang)新(xin)(xin)冠(guan)病(bing)毒(du)藥物(wu)(wu)的臨床效(xiao)果(guo)。這兩(liang)款(kuan)作用機制不(bu)同的藥物(wu)(wu)均能抑制病(bing)毒(du)增(zeng)殖(zhi)，極大地降低了患者住院和死亡的風險。12月(yue)8日，安巴韋單抗(kang)與羅米司韋單抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯(lian)合用藥方(fang)案獲得(de)中(zhong)國國家藥品(pin)監督(du)管(guan)理局應急批準，成為我國首個獲批的自(zi)主知(zhi)識產(chan)權新(xin)(xin)冠(guan)病(bing)毒(du)中(zhong)和抗(kang)體聯(lian)合治療(liao)方(fang)案。這類(lei)藥物(wu)(wu)可(ke)以通過阻(zu)(zu)止(zhi)病(bing)毒(du)吸附細胞，阻(zu)(zu)斷(duan)(duan)病(bing)毒(du)增(zeng)殖(zhi)。相比“老藥新(xin)(xin)用”的方(fang)案，不(bu)斷(duan)(duan)涌(yong)現的新(xin)(xin)款(kuan)特(te)效(xiao)藥的靶向性(xing)更強、療(liao)效(xiao)更好、安全性(xing)更高，在(zai)疫苗之外，也為抗(kang)擊新(xin)(xin)冠(guan)疫情(qing)提供了新(xin)(xin)的希望。

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)索爾克研(yan)(yan)究(jiu)所和昆明理(li)工大學等機構(gou)的(de)(de)(de)(de)科學家培養出(chu)了首個(ge)人(ren)猴(hou)嵌合體胚(pei)(pei)胎。他們將人(ren)的(de)(de)(de)(de)擴展(zhan)多(duo)(duo)能干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)注入132個(ge)食蟹(xie)猴(hou)的(de)(de)(de)(de)早(zao)(zao)期囊胚(pei)(pei)內培養，胚(pei)(pei)胎最長存(cun)活了20天。這(zhe)項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)和另一(yi)項(xiang)將人(ren)多(duo)(duo)能干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)和成纖(xian)維細(xi)(xi)胞(bao)轉化成人(ren)早(zao)(zao)期胚(pei)(pei)胎的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)一(yi)起(qi)，極大地沖擊了人(ren)類胚(pei)(pei)胎體外(wai)培養的(de)(de)(de)(de)“14天規(gui)則(ze)”。相(xiang)關研(yan)(yan)究(jiu)不僅在學術界(jie)引(yin)起(qi)了大量(liang)討論，也在社會(hui)上引(yin)發(fa)了關于科研(yan)(yan)倫理(li)規(gui)范的(de)(de)(de)(de)激烈(lie)討論。在經過(guo)多(duo)(duo)輪(lun)的(de)(de)(de)(de)商討和權衡后，國(guo)際(ji)干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)研(yan)(yan)究(jiu)學會(hui)于5月首次(ci)放寬(kuan)了這(zhe)一(yi)規(gui)則(ze)限制，提(ti)出(chu)對于培養人(ren)類胚(pei)(pei)胎超(chao)過(guo)2周的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)需進行多(duo)(duo)輪(lun)審核(he)，來決(jue)定終止時間。