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(yue)(yue)29日，“天(tian)(tian)(tian)和”核(he)(he)心艙(cang)(cang)發射升空(kong)(kong)并順(shun)利(li)抵(di)達軌道，標志著我(wo)國“天(tian)(tian)(tian)宮(gong)(gong)”空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)在軌組(zu)(zu)(zu)建(jian)工作全面展(zhan)開(kai)。6月(yue)(yue)17日，神舟十(shi)二號載人(ren)飛船將3名航(hang)天(tian)(tian)(tian)員送入“天(tian)(tian)(tian)和”核(he)(he)心艙(cang)(cang)，航(hang)天(tian)(tian)(tian)員隨(sui)后(hou)開(kai)展(zhan)了3個(ge)(ge)月(yue)(yue)的太空(kong)(kong)任(ren)務，并于(yu)9月(yue)(yue)17日順(shun)利(li)返回(hui)。10月(yue)(yue)16日，神舟十(shi)三號載人(ren)飛船發射升空(kong)(kong)，“天(tian)(tian)(tian)和”核(he)(he)心艙(cang)(cang)再次迎(ying)來3名航(hang)天(tian)(tian)(tian)員，這是空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)關鍵技術驗證(zheng)階段的最后(hou)一次飛行任(ren)務。中(zhong)國空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)預計于(yu)2022年(nian)年(nian)底(di)前建(jian)成(cheng)，由一個(ge)(ge)核(he)(he)心艙(cang)(cang)和兩個(ge)(ge)實驗艙(cang)(cang)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)。空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)開(kai)啟常態化(hua)運行后(hou)，將有3名航(hang)天(tian)(tian)(tian)員作為一個(ge)(ge)乘組(zu)(zu)(zu)長期駐留，定(ding)期輪換。此外，隨(sui)著國際空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)的退(tui)役時間(jian)(jian)臨近(jin)，中(zhong)國的“天(tian)(tian)(tian)宮(gong)(gong)”空(kong)(kong)間(jian)(jian)站(zhan)很(hen)有可(ke)能在未來成(cheng)為唯(wei)一可(ke)用(yong)的空(kong)(kong)間(jian)(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(wo)國(guo)首次(ci)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)探(tan)(tan)測任(ren)務“天問一號(hao)(hao)”著陸(lu)巡(xun)視器(qi)攜帶的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)車“祝融(rong)號(hao)(hao)”安(an)全駛(shi)離著陸(lu)平(ping)臺，到達(da)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)烏托邦平(ping)原表面，開始巡(xun)視探(tan)(tan)測。這(zhe)意(yi)味著中(zhong)國(guo)成為了首個(ge)一次(ci)完(wan)成繞、落、巡(xun)三(san)大(da)任(ren)務的(de)(de)國(guo)家(jia)。美國(guo)“毅力”號(hao)(hao)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)車也于2021年(nian)2月直接進入(ru)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)大(da)氣層，并成功著陸(lu)。4月，在“毅力”號(hao)(hao)的(de)(de)注視下，“機(ji)智”號(hao)(hao)無人機(ji)完(wan)成了在火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)首次(ci)飛行(xing)。與(yu)此同時，阿聯酋的(de)(de)“希望(wang)”號(hao)(hao)探(tan)(tan)測器(qi)也成功進入(ru)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)軌道，開始拍攝火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)圖像(xiang)。3臺火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)探(tan)(tan)測器(qi)已經紛紛抵(di)達(da)目標地點并開始正常工(gong)作(zuo)，未來它(ta)們將傳(chuan)回(hui)大(da)量(liang)與(yu)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)相(xiang)關(guan)的(de)(de)重要(yao)信(xin)息(xi)。

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，美國(guo)費米(mi)國(guo)家(jia)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室繆子g-2實(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)公(gong)布(bu)，實(shi)(shi)驗(yan)(yan)測(ce)到的(de)(de)(de)(de)(de)繆子磁矩與理(li)論(lun)預測(ce)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)存(cun)在明顯的(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)(cha)(cha)(cha)，然而，偶然誤差(cha)(cha)(cha)(cha)導致(zhi)這種偏(pian)差(cha)(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)率僅有1/40 000。標準模(mo)型(xing)是(shi)(shi)目前描述基本粒子和基本作用力的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)佳模(mo)型(xing)，面對最(zui)新的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果，科學(xue)家(jia)不得不思考：理(li)論(lun)與實(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)這種偏(pian)差(cha)(cha)(cha)(cha)究(jiu)竟是(shi)(shi)源自標準模(mo)型(xing)深(shen)層(ceng)次的(de)(de)(de)(de)(de)誤差(cha)(cha)(cha)(cha)，還是(shi)(shi)存(cun)在標準模(mo)型(xing)之(zhi)(zhi)外的(de)(de)(de)(de)(de)作用力和粒子。在未來，第二(er)、三次的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)數據(ju)會(hui)逐步(bu)公(gong)布(bu)，修正(zheng)后的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)計算(suan)結果也會(hui)逐步(bu)出爐。如果到時實(shi)(shi)驗(yan)(yan)數據(ju)和理(li)論(lun)值之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)仍然存(cun)在不可忽略的(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)(cha)(cha)(cha)，那它很有可能會(hui)動搖現(xian)代物理(li)學(xue)大廈的(de)(de)(de)(de)(de)根基。

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(yue)，中國科學院的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)團隊宣布，他們從頭設(she)計了(le)11步反應(ying)路(lu)徑，利用(yong)無機催化劑和生(sheng)物酶，首次在全球實現(xian)了(le)從二氧(yang)化碳到淀(dian)粉(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)全合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)。在自(zi)然界，植物需要通(tong)過光合(he)(he)(he)作(zuo)用(yong)把空氣中的(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化碳轉化為(wei)淀(dian)粉(fen)，這個(ge)過程(cheng)涉及60多(duo)步反應(ying)，且只有2%左右的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)轉化效(xiao)率(lv)(lv)。這項(xiang)研(yan)究(jiu)不僅能合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)與天然淀(dian)粉(fen)結(jie)構幾乎一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)淀(dian)粉(fen)分子，還比天然合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路(lu)徑更高效(xiao)。它的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)轉化效(xiao)率(lv)(lv)約是(shi)(shi)自(zi)然光合(he)(he)(he)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)3.5倍(bei)，淀(dian)粉(fen)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)速率(lv)(lv)更是(shi)(shi)天然合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)8.5倍(bei)。這項(xiang)研(yan)究(jiu)是(shi)(shi)從頭合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)生(sheng)物大分子的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)次里程(cheng)碑式突破(po)，也是(shi)(shi)模(mo)仿甚至超(chao)越自(zi)然合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)機制(zhi)的(de)(de)(de)(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)冠病毒(du)(du)德(de)(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)被(bei)世(shi)界(jie)衛生(sheng)組織（WHO）列(lie)為“受關切變異(yi)株(zhu)(zhu)”（VOC），目(mu)前已擴散到超過200個國(guo)家和(he)(he)地(di)區，是全球(qiu)最流行(xing)的(de)新(xin)冠病毒(du)(du)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)。德(de)(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)病毒(du)(du)載(zai)量高(gao)、傳播能力(li)強、潛伏期短，能部分逃(tao)脫抗體的(de)中(zhong)和(he)(he)反應(ying)。此外(wai)，全球(qiu)多(duo)款疫(yi)苗對德(de)(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)的(de)保護效力(li)均(jun)有(you)所下降。11月初，奧密(mi)克(ke)戎毒(du)(du)株(zhu)(zhu)在(zai)南非被(bei)首次檢測到，不到20天后便被(bei)WHO列(lie)為VOC，截至12月中(zhong)旬(xun)已蔓延(yan)到80多(duo)個國(guo)家和(he)(he)地(di)區。奧密(mi)克(ke)戎毒(du)(du)株(zhu)(zhu)刺突蛋白上存在(zai)多(duo)達32處(chu)(chu)突變，其中(zhong)3處(chu)(chu)可能增(zeng)強免疫(yi)逃(tao)逸(yi)能力(li)。全球(qiu)抗疫(yi)之路(lu)仍然(ran)充滿挑戰(zhan)。

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宣布人(ren)工智能算(suan)法(fa)AlphaFold2開(kai)源(yuan)，隨后(hou)又(you)與歐洲(zhou)生(sheng)物信息(xi)學研究所(suo)合作，公布了這(zhe)套算(suan)法(fa)精(jing)準預(yu)測(ce)的(de)人(ren)類蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)組(zu)中98.5%的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)(gou)，以(yi)及20種模式生(sheng)物同(tong)等(deng)(deng)比例的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)(gou)。AlphaFold2預(yu)測(ce)的(de)精(jing)準度(du)已達(da)到原子級別，能媲美目前(qian)最精(jing)準的(de)測(ce)量儀器(qi)，預(yu)測(ce)還將用時從幾個(ge)月縮短到幾天甚至數個(ge)小(xiao)時。同(tong)月，由華(hua)盛頓大(da)學等(deng)(deng)機構(gou)(gou)研發(fa)的(de)算(suan)法(fa)RoseTTAFold開(kai)源(yuan)，它能更好(hao)地預(yu)測(ce)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)復合物的(de)結構(gou)(gou)。AI蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)(gou)預(yu)測(ce)算(suan)法(fa)的(de)爆發(fa)，解決(jue)了科學界的(de)一個(ge)關鍵難題，拓展(zhan)(zhan)了對生(sheng)命基礎物質(zhi)的(de)認知(zhi)，將極(ji)大(da)地推動生(sheng)物醫藥領域的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)。

入選理由：各國的共同承諾，讓1.5℃的目標“活了下來”。

2021年(nian)11月13日，第26屆聯合國氣候大(da)會（COP26）艱難(nan)落下(xia)帷幕，197個(ge)締約(yue)方簽署了《格拉斯哥氣候公約(yue)》，使《巴黎(li)協(xie)定》“全球平(ping)均氣溫升幅控(kong)制在(zai)1.5℃之內”的(de)目(mu)標有可能實(shi)(shi)現。盡管(guan)未能將“1.5℃”的(de)目(mu)標寫入公約(yue)，但與會的(de)世界(jie)各國代表終于(yu)就《巴黎(li)協(xie)定》第6條實(shi)(shi)施細則達成共識(shi)，并承諾結束森林砍伐、逐漸減少煤炭使用(yong)等。會前(qian)，中(zhong)國向(xiang)世界(jie)做出了“力爭(zheng)二氧化碳排(pai)放于(yu)2030年(nian)前(qian)達到峰值，2060年(nian)前(qian)實(shi)(shi)現碳中(zhong)和”的(de)承諾。邁向(xiang)綠色(se)低碳的(de)行動不(bu)僅有助于(yu)地球免(mian)遭災難(nan)性氣候變化的(de)重(zhong)擊，還(huan)為(wei)國內新能源產(chan)業等綠色(se)產(chan)業的(de)發展(zhan)提供(gong)了新的(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)(nian)6月(yue)8日，加拿大CHIME射(she)電(dian)望(wang)遠鏡(jing)公布了536次(ci)新發(fa)現的(de)快(kuai)速射(she)電(dian)暴（FRB）。2021年(nian)(nian)10月(yue)13日，中國天眼（FAST）宣布從重(zhong)復源(yuan)FRB 121102觀(guan)測到了1652次(ci)FRB。兩臺(tai)望(wang)遠鏡(jing)將(jiang)人(ren)類(lei)觀(guan)測到的(de)FRB數量(liang)從200余次(ci)提升到2000多(duo)次(ci)。2020年(nian)(nian)，包括(kuo)我國慧眼衛星(xing)在內的(de)觀(guan)測表明(ming)，FRB很可(ke)能(neng)(neng)起(qi)源(yuan)于(yu)磁(ci)陀星(xing)。但此(ci)次(ci)FAST觀(guan)測到的(de)FRB不具(ju)周(zhou)期性，且(qie)總(zong)能(neng)(neng)量(liang)接近磁(ci)陀星(xing)可(ke)用能(neng)(neng)量(liang)上限，研究團隊(dui)認(ren)為這基(ji)本排除了FRB 121102是由單一磁(ci)陀星(xing)產(chan)生的(de)可(ke)能(neng)(neng)。目前，科(ke)學家認(ren)為FRB可(ke)能(neng)(neng)具(ju)有多(duo)種起(qi)源(yuan)。這兩臺(tai)望(wang)遠鏡(jing)共同(tong)提升了人(ren)類(lei)觀(guan)測FRB的(de)能(neng)(neng)力(li)，為天文學家對FRB的(de)進一步研究鋪(pu)平(ping)了道(dao)路。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年11月，全球(qiu)首(shou)款(kuan)口(kou)服抗(kang)新(xin)冠(guan)(guan)病(bing)(bing)毒藥(yao)物(wu)molnupiravir在英國獲批。同月，輝瑞公(gong)司(si)公(gong)布了其開發的(de)(de)(de)口(kou)服抗(kang)新(xin)冠(guan)(guan)病(bing)(bing)毒藥(yao)物(wu)的(de)(de)(de)臨床效(xiao)果。這兩款(kuan)作用機制(zhi)不同的(de)(de)(de)藥(yao)物(wu)均(jun)能抑制(zhi)病(bing)(bing)毒增(zeng)(zeng)殖，極大地(di)降低了患者住院(yuan)和死亡的(de)(de)(de)風險。12月8日，安巴韋單(dan)抗(kang)與羅米司(si)韋單(dan)抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯合(he)用藥(yao)方案(an)獲得中國國家藥(yao)品監督管理局(ju)應急批準，成為(wei)我國首(shou)個獲批的(de)(de)(de)自主知識產(chan)權(quan)新(xin)冠(guan)(guan)病(bing)(bing)毒中和抗(kang)體(ti)聯合(he)治療(liao)方案(an)。這類藥(yao)物(wu)可以通過阻止病(bing)(bing)毒吸(xi)附細胞，阻斷(duan)病(bing)(bing)毒增(zeng)(zeng)殖。相比“老藥(yao)新(xin)用”的(de)(de)(de)方案(an)，不斷(duan)涌現的(de)(de)(de)新(xin)款(kuan)特(te)效(xiao)藥(yao)的(de)(de)(de)靶向(xiang)性更(geng)強、療(liao)效(xiao)更(geng)好(hao)、安全性更(geng)高，在疫苗之外，也為(wei)抗(kang)擊(ji)新(xin)冠(guan)(guan)疫情提(ti)供了新(xin)的(de)(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，美國索爾克研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所和昆明(ming)理工大(da)學(xue)等機構的(de)科學(xue)家培(pei)養出(chu)了(le)首個人猴(hou)嵌合體(ti)胚(pei)胎。他們將(jiang)人的(de)擴展(zhan)多(duo)能干細(xi)(xi)胞(bao)注入(ru)132個食蟹(xie)猴(hou)的(de)早期囊胚(pei)內培(pei)養，胚(pei)胎最長(chang)存活了(le)20天。這項研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和另一項將(jiang)人多(duo)能干細(xi)(xi)胞(bao)和成(cheng)纖維細(xi)(xi)胞(bao)轉化成(cheng)人早期胚(pei)胎的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)一起，極大(da)地沖擊了(le)人類胚(pei)胎體(ti)外培(pei)養的(de)“14天規則(ze)”。相(xiang)關研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)不僅在學(xue)術界引(yin)起了(le)大(da)量討(tao)論(lun)，也在社會上引(yin)發了(le)關于科研(yan)(yan)倫理規范的(de)激烈討(tao)論(lun)。在經過多(duo)輪的(de)商(shang)討(tao)和權衡(heng)后，國際干細(xi)(xi)胞(bao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)學(xue)會于5月首次放寬了(le)這一規則(ze)限制，提出(chu)對于培(pei)養人類胚(pei)胎超過2周的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)需進行多(duo)輪審(shen)核，來決定(ding)終(zhong)止(zhi)時間(jian)。