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4月(yue)(yue)29日(ri)，“天(tian)(tian)和”核(he)心艙發射升空(kong)(kong)并順(shun)利抵(di)達軌道，標志著我國“天(tian)(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)在軌組(zu)建工作(zuo)(zuo)全面展開(kai)。6月(yue)(yue)17日(ri)，神舟(zhou)十(shi)二號(hao)載(zai)人飛(fei)船(chuan)將3名航天(tian)(tian)員送(song)入“天(tian)(tian)和”核(he)心艙，航天(tian)(tian)員隨(sui)后(hou)開(kai)展了3個月(yue)(yue)的(de)(de)太空(kong)(kong)任(ren)務，并于9月(yue)(yue)17日(ri)順(shun)利返(fan)回。10月(yue)(yue)16日(ri)，神舟(zhou)十(shi)三號(hao)載(zai)人飛(fei)船(chuan)發射升空(kong)(kong)，“天(tian)(tian)和”核(he)心艙再次迎來(lai)3名航天(tian)(tian)員，這是空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)關(guan)鍵(jian)技(ji)術驗證(zheng)階段(duan)的(de)(de)最后(hou)一(yi)次飛(fei)行任(ren)務。中國空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)預計于2022年年底前建成(cheng)，由一(yi)個核(he)心艙和兩個實驗艙組(zu)成(cheng)。空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)開(kai)啟(qi)常態(tai)化(hua)運行后(hou)，將有3名航天(tian)(tian)員作(zuo)(zuo)為一(yi)個乘組(zu)長期駐(zhu)留，定期輪換。此外，隨(sui)著國際空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)的(de)(de)退(tui)役時間(jian)(jian)(jian)臨近，中國的(de)(de)“天(tian)(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)很有可能在未來(lai)成(cheng)為唯(wei)一(yi)可用的(de)(de)空(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(yue)22日，我(wo)國(guo)首次火(huo)星(xing)(xing)探(tan)(tan)測任務“天問一(yi)號(hao)”著陸巡(xun)視器攜(xie)帶的(de)(de)火(huo)星(xing)(xing)車“祝融號(hao)”安(an)全駛離(li)著陸平臺，到達(da)(da)火(huo)星(xing)(xing)烏托邦平原表面，開(kai)(kai)始巡(xun)視探(tan)(tan)測。這意味(wei)著中國(guo)成(cheng)為了首個一(yi)次完成(cheng)繞、落、巡(xun)三大(da)任務的(de)(de)國(guo)家。美國(guo)“毅力”號(hao)火(huo)星(xing)(xing)車也(ye)于2021年2月(yue)直接進(jin)入(ru)火(huo)星(xing)(xing)大(da)氣層，并成(cheng)功著陸。4月(yue)，在(zai)“毅力”號(hao)的(de)(de)注視下，“機智”號(hao)無人機完成(cheng)了在(zai)火(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)首次飛行。與(yu)此同時，阿聯酋的(de)(de)“希望”號(hao)探(tan)(tan)測器也(ye)成(cheng)功進(jin)入(ru)火(huo)星(xing)(xing)軌(gui)道(dao)，開(kai)(kai)始拍攝火(huo)星(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)星(xing)(xing)探(tan)(tan)測器已(yi)經紛紛抵(di)達(da)(da)目標地點(dian)并開(kai)(kai)始正常工作(zuo)，未(wei)來它們將傳回大(da)量(liang)與(yu)火(huo)星(xing)(xing)相關的(de)(de)重要信息。

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(yue)7日(ri)，美國費米國家實(shi)(shi)(shi)驗(yan)室繆子(zi)(zi)g-2實(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)數據公(gong)布(bu)，實(shi)(shi)(shi)驗(yan)測(ce)(ce)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)繆子(zi)(zi)磁矩與理(li)論預(yu)測(ce)(ce)之(zhi)(zhi)(zhi)間存在明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，然而，偶然誤(wu)(wu)差(cha)(cha)導致這種(zhong)偏差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)概(gai)率僅有1/40 000。標準模(mo)(mo)(mo)型(xing)是(shi)(shi)目前描述基本(ben)(ben)粒(li)(li)子(zi)(zi)和(he)基本(ben)(ben)作用(yong)力的(de)(de)(de)(de)最佳模(mo)(mo)(mo)型(xing)，面對(dui)最新的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)，科(ke)學(xue)家不(bu)得不(bu)思考：理(li)論與實(shi)(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)之(zhi)(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)這種(zhong)偏差(cha)(cha)究竟(jing)是(shi)(shi)源自(zi)標準模(mo)(mo)(mo)型(xing)深層次(ci)的(de)(de)(de)(de)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)，還(huan)是(shi)(shi)存在標準模(mo)(mo)(mo)型(xing)之(zhi)(zhi)(zhi)外的(de)(de)(de)(de)作用(yong)力和(he)粒(li)(li)子(zi)(zi)。在未來，第二、三次(ci)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)數據會(hui)逐(zhu)步(bu)公(gong)布(bu)，修正后的(de)(de)(de)(de)理(li)論計算結(jie)果(guo)也(ye)會(hui)逐(zhu)步(bu)出(chu)爐。如果(guo)到(dao)(dao)時實(shi)(shi)(shi)驗(yan)數據和(he)理(li)論值之(zhi)(zhi)(zhi)間仍然存在不(bu)可(ke)忽略(lve)的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，那它很(hen)有可(ke)能(neng)會(hui)動搖現代物(wu)理(li)學(xue)大廈的(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(nian)9月，中國(guo)科(ke)學院的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)團隊宣布，他(ta)們從(cong)頭設計了(le)11步反應路徑，利用無(wu)機催(cui)化(hua)劑和生(sheng)物(wu)酶，首次在(zai)全球(qiu)實現(xian)了(le)從(cong)二氧化(hua)碳(tan)到淀(dian)粉(fen)的(de)(de)全合(he)(he)(he)成(cheng)。在(zai)自然界，植(zhi)物(wu)需要通過光合(he)(he)(he)作用把(ba)空氣中的(de)(de)二氧化(hua)碳(tan)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為(wei)淀(dian)粉(fen)，這個過程涉(she)及(ji)60多步反應，且(qie)只有2%左右的(de)(de)能量轉(zhuan)(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)。這項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)不僅能合(he)(he)(he)成(cheng)與天然淀(dian)粉(fen)結(jie)構幾乎一(yi)致的(de)(de)淀(dian)粉(fen)分子(zi)，還(huan)比天然合(he)(he)(he)成(cheng)路徑更(geng)高效(xiao)。它的(de)(de)能量轉(zhuan)(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)約是(shi)自然光合(he)(he)(he)作用的(de)(de)3.5倍，淀(dian)粉(fen)合(he)(he)(he)成(cheng)速(su)率(lv)更(geng)是(shi)天然合(he)(he)(he)成(cheng)的(de)(de)8.5倍。這項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)是(shi)從(cong)頭合(he)(he)(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)大(da)分子(zi)的(de)(de)一(yi)次里程碑式突(tu)破，也(ye)是(shi)模仿甚(shen)至超越自然合(he)(he)(he)成(cheng)機制的(de)(de)一(yi)大(da)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(nian)5月，新冠(guan)病毒(du)(du)德(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)被(bei)(bei)世界衛生組(zu)織（WHO）列為“受關切變(bian)異株(zhu)”（VOC），目(mu)前已擴散到超過200個國(guo)家(jia)和(he)(he)地區，是全(quan)(quan)球最流行(xing)的(de)新冠(guan)病毒(du)(du)毒(du)(du)株(zhu)。德(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)病毒(du)(du)載量高、傳(chuan)播能力強、潛伏(fu)期短，能部分逃(tao)脫(tuo)抗體的(de)中(zhong)和(he)(he)反應。此外，全(quan)(quan)球多款(kuan)疫苗(miao)對德(de)爾塔(ta)(ta)毒(du)(du)株(zhu)的(de)保護效力均(jun)有所下(xia)降。11月初，奧(ao)(ao)密克戎毒(du)(du)株(zhu)在南非被(bei)(bei)首次檢(jian)測(ce)到，不到20天后便(bian)被(bei)(bei)WHO列為VOC，截至12月中(zhong)旬已蔓延(yan)到80多個國(guo)家(jia)和(he)(he)地區。奧(ao)(ao)密克戎毒(du)(du)株(zhu)刺突(tu)蛋白上存在多達32處突(tu)變(bian)，其(qi)中(zhong)3處可(ke)能增(zeng)強免疫逃(tao)逸(yi)能力。全(quan)(quan)球抗疫之路仍然(ran)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(nian)7月，DeepMind宣布(bu)人(ren)工智能(neng)算(suan)(suan)法(fa)AlphaFold2開(kai)源(yuan)，隨后又與(yu)歐洲生物(wu)(wu)信息學研究(jiu)所合作，公(gong)布(bu)了這套算(suan)(suan)法(fa)精準預(yu)測(ce)(ce)的(de)(de)人(ren)類蛋白(bai)(bai)組中98.5%的(de)(de)蛋白(bai)(bai)質結(jie)構(gou)(gou)，以及20種模式生物(wu)(wu)同等比例的(de)(de)蛋白(bai)(bai)質結(jie)構(gou)(gou)。AlphaFold2預(yu)測(ce)(ce)的(de)(de)精準度已達到(dao)原子級(ji)別，能(neng)媲美目前最精準的(de)(de)測(ce)(ce)量儀器，預(yu)測(ce)(ce)還將用時從幾個月縮短到(dao)幾天甚至數(shu)個小(xiao)時。同月，由華盛頓大學等機構(gou)(gou)研發(fa)的(de)(de)算(suan)(suan)法(fa)RoseTTAFold開(kai)源(yuan)，它(ta)能(neng)更(geng)好地(di)預(yu)測(ce)(ce)蛋白(bai)(bai)質復(fu)合物(wu)(wu)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)。AI蛋白(bai)(bai)質結(jie)構(gou)(gou)預(yu)測(ce)(ce)算(suan)(suan)法(fa)的(de)(de)爆發(fa)，解決(jue)了科(ke)學界的(de)(de)一(yi)個關鍵難題(ti)，拓展(zhan)(zhan)了對生命(ming)基(ji)礎物(wu)(wu)質的(de)(de)認知(zhi)，將極大地(di)推動生物(wu)(wu)醫藥領域的(de)(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11月13日，第26屆聯合國氣(qi)候大會(hui)（COP26）艱難落下帷(wei)幕，197個締約方簽署了《格拉斯(si)哥(ge)氣(qi)候公(gong)(gong)約》，使(shi)《巴黎(li)協(xie)定》“全(quan)球(qiu)平均氣(qi)溫升幅控(kong)制在1.5℃之內”的(de)目(mu)標(biao)有(you)可能(neng)實現(xian)。盡管未能(neng)將“1.5℃”的(de)目(mu)標(biao)寫入公(gong)(gong)約，但與會(hui)的(de)世界各國代表終(zhong)于(yu)就《巴黎(li)協(xie)定》第6條實施細則達成共識(shi)，并承(cheng)諾結束(shu)森林砍伐、逐漸減少(shao)煤炭使(shi)用等。會(hui)前(qian)，中(zhong)國向世界做出了“力(li)爭二氧化(hua)(hua)碳排(pai)放于(yu)2030年前(qian)達到峰值，2060年前(qian)實現(xian)碳中(zhong)和”的(de)承(cheng)諾。邁向綠色低碳的(de)行(xing)動不僅有(you)助于(yu)地球(qiu)免遭災難性氣(qi)候變(bian)化(hua)(hua)的(de)重擊，還為(wei)國內新(xin)能(neng)源產業(ye)等綠色產業(ye)的(de)發展提供了新(xin)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6月(yue)8日(ri)，加拿大CHIME射電望遠(yuan)鏡(jing)公布了(le)536次(ci)(ci)新(xin)發現的(de)(de)快速射電暴（FRB）。2021年10月(yue)13日(ri)，中國天眼（FAST）宣布從重復源FRB 121102觀(guan)測到(dao)了(le)1652次(ci)(ci)FRB。兩臺望遠(yuan)鏡(jing)將(jiang)人(ren)類觀(guan)測到(dao)的(de)(de)FRB數量(liang)從200余次(ci)(ci)提升(sheng)到(dao)2000多次(ci)(ci)。2020年，包(bao)括我國慧眼衛星在內的(de)(de)觀(guan)測表明，FRB很可能(neng)(neng)起源于磁陀星。但此次(ci)(ci)FAST觀(guan)測到(dao)的(de)(de)FRB不具周期(qi)性，且總能(neng)(neng)量(liang)接(jie)近磁陀星可用能(neng)(neng)量(liang)上限，研究團隊認為這基本排除(chu)了(le)FRB 121102是由單一磁陀星產(chan)生的(de)(de)可能(neng)(neng)。目前，科學(xue)家(jia)認為FRB可能(neng)(neng)具有(you)多種(zhong)起源。這兩臺望遠(yuan)鏡(jing)共同(tong)提升(sheng)了(le)人(ren)類觀(guan)測FRB的(de)(de)能(neng)(neng)力，為天文(wen)學(xue)家(jia)對FRB的(de)(de)進一步研究鋪平(ping)了(le)道路。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年11月，全(quan)球首款(kuan)口服(fu)抗新冠病(bing)(bing)毒(du)藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)molnupiravir在(zai)英國獲(huo)批(pi)。同月，輝(hui)瑞(rui)公司(si)公布了(le)其開發的(de)(de)(de)口服(fu)抗新冠病(bing)(bing)毒(du)藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)臨床效果。這(zhe)兩款(kuan)作(zuo)用機制(zhi)不(bu)同的(de)(de)(de)藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)均(jun)能抑制(zhi)病(bing)(bing)毒(du)增殖，極大地降低了(le)患者住院和死亡的(de)(de)(de)風險。12月8日，安巴韋(wei)單(dan)抗與羅米司(si)韋(wei)單(dan)抗（BRII-196/BRII-198）聯合用藥(yao)(yao)(yao)方案(an)獲(huo)得中(zhong)國國家(jia)藥(yao)(yao)(yao)品監督管理(li)局應急批(pi)準，成(cheng)為我(wo)國首個獲(huo)批(pi)的(de)(de)(de)自主知識產權新冠病(bing)(bing)毒(du)中(zhong)和抗體聯合治療方案(an)。這(zhe)類藥(yao)(yao)(yao)物(wu)(wu)可以通過阻止(zhi)病(bing)(bing)毒(du)吸附細胞，阻斷病(bing)(bing)毒(du)增殖。相比“老藥(yao)(yao)(yao)新用”的(de)(de)(de)方案(an)，不(bu)斷涌(yong)現的(de)(de)(de)新款(kuan)特效藥(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)靶向性更強、療效更好、安全(quan)性更高，在(zai)疫苗之外，也為抗擊(ji)新冠疫情提供(gong)了(le)新的(de)(de)(de)希望(wang)。

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(yue)，美(mei)國(guo)索爾克研(yan)(yan)究(jiu)所和昆明理(li)工大學(xue)等機構的科學(xue)家培(pei)養出(chu)了(le)(le)首個人(ren)猴嵌合體(ti)胚(pei)胎。他們將人(ren)的擴展多(duo)能(neng)干(gan)細(xi)胞注入132個食蟹猴的早期囊(nang)胚(pei)內培(pei)養，胚(pei)胎最長存(cun)活了(le)(le)20天。這項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)和另一項(xiang)將人(ren)多(duo)能(neng)干(gan)細(xi)胞和成纖維細(xi)胞轉化成人(ren)早期胚(pei)胎的研(yan)(yan)究(jiu)一起(qi)，極(ji)大地沖擊了(le)(le)人(ren)類胚(pei)胎體(ti)外培(pei)養的“14天規則”。相關研(yan)(yan)究(jiu)不僅在學(xue)術界引起(qi)了(le)(le)大量討論，也在社會上(shang)引發了(le)(le)關于(yu)科研(yan)(yan)倫理(li)規范的激烈討論。在經過多(duo)輪的商(shang)討和權衡后，國(guo)際干(gan)細(xi)胞研(yan)(yan)究(jiu)學(xue)會于(yu)5月(yue)首次放寬了(le)(le)這一規則限制，提出(chu)對(dui)于(yu)培(pei)養人(ren)類胚(pei)胎超過2周的研(yan)(yan)究(jiu)需進(jin)行多(duo)輪審核，來決(jue)定(ding)終止(zhi)時(shi)間。