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)和”核心(xin)艙發(fa)射升空(kong)(kong)并順利抵達軌道，標志(zhi)著我國“天(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)在(zai)軌組建(jian)工作全面展(zhan)開(kai)。6月17日，神舟十(shi)二號載人飛船將3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)送入“天(tian)和”核心(xin)艙，航(hang)天(tian)員(yuan)隨后開(kai)展(zhan)了3個(ge)月的太空(kong)(kong)任(ren)務(wu)，并于(yu)9月17日順利返回。10月16日，神舟十(shi)三號載人飛船發(fa)射升空(kong)(kong)，“天(tian)和”核心(xin)艙再次(ci)迎來(lai)3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)，這是空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)關鍵技術驗證階段的最后一(yi)次(ci)飛行任(ren)務(wu)。中國空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)預計于(yu)2022年(nian)年(nian)底前(qian)建(jian)成(cheng)，由(you)一(yi)個(ge)核心(xin)艙和兩(liang)個(ge)實驗艙組成(cheng)。空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)開(kai)啟常態化(hua)運行后，將有(you)3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)作為一(yi)個(ge)乘組長期駐留，定期輪換。此外，隨著國際空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)的退役(yi)時間(jian)(jian)(jian)臨近，中國的“天(tian)宮”空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)很有(you)可(ke)能在(zai)未(wei)來(lai)成(cheng)為唯一(yi)可(ke)用的空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)(zhan)。

入選理由：火星探測季進入全新階段。

2021年5月(yue)22日，我國(guo)首次火(huo)星(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)測任(ren)務(wu)“天問(wen)一號(hao)”著陸(lu)(lu)巡(xun)視(shi)器(qi)(qi)攜帶的火(huo)星(xing)(xing)(xing)車“祝融號(hao)”安(an)全駛離著陸(lu)(lu)平臺(tai)，到達火(huo)星(xing)(xing)(xing)烏托邦(bang)平原表面，開(kai)始(shi)巡(xun)視(shi)探(tan)(tan)測。這意味著中國(guo)成為了首個一次完成繞、落、巡(xun)三大任(ren)務(wu)的國(guo)家。美國(guo)“毅(yi)力”號(hao)火(huo)星(xing)(xing)(xing)車也(ye)于2021年2月(yue)直接進(jin)(jin)入火(huo)星(xing)(xing)(xing)大氣層，并(bing)成功著陸(lu)(lu)。4月(yue)，在“毅(yi)力”號(hao)的注視(shi)下，“機智”號(hao)無(wu)人(ren)機完成了在火(huo)星(xing)(xing)(xing)的首次飛行。與此(ci)同(tong)時(shi)，阿聯酋(qiu)的“希望”號(hao)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)也(ye)成功進(jin)(jin)入火(huo)星(xing)(xing)(xing)軌道，開(kai)始(shi)拍攝火(huo)星(xing)(xing)(xing)圖像。3臺(tai)火(huo)星(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)測器(qi)(qi)已(yi)經紛(fen)紛(fen)抵(di)達目標地點并(bing)開(kai)始(shi)正常工作，未來它們將(jiang)傳回(hui)大量與火(huo)星(xing)(xing)(xing)相(xiang)關的重要信息。

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7日，美國費(fei)米國家實(shi)(shi)驗室繆(mou)子(zi)(zi)(zi)g-2實(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)(de)數據公(gong)布(bu)，實(shi)(shi)驗測到(dao)的(de)(de)(de)(de)繆(mou)子(zi)(zi)(zi)磁矩與理論(lun)預(yu)測之(zhi)(zhi)間(jian)存(cun)在明顯的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，然(ran)而，偶(ou)然(ran)誤差(cha)(cha)導(dao)致這種(zhong)偏差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)概率僅有(you)1/40 000。標(biao)(biao)準模型是(shi)(shi)目前(qian)描述基(ji)本粒子(zi)(zi)(zi)和基(ji)本作用(yong)力的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳模型，面對最(zui)新的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗結果(guo)，科學家不(bu)得不(bu)思(si)考：理論(lun)與實(shi)(shi)驗結果(guo)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)這種(zhong)偏差(cha)(cha)究竟(jing)是(shi)(shi)源自(zi)標(biao)(biao)準模型深層次的(de)(de)(de)(de)誤差(cha)(cha)，還是(shi)(shi)存(cun)在標(biao)(biao)準模型之(zhi)(zhi)外的(de)(de)(de)(de)作用(yong)力和粒子(zi)(zi)(zi)。在未來，第二(er)、三(san)次的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗數據會逐步(bu)公(gong)布(bu)，修正后的(de)(de)(de)(de)理論(lun)計算結果(guo)也會逐步(bu)出(chu)爐。如果(guo)到(dao)時實(shi)(shi)驗數據和理論(lun)值(zhi)之(zhi)(zhi)間(jian)仍然(ran)存(cun)在不(bu)可忽略的(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，那它很有(you)可能會動搖現代(dai)物理學大(da)廈(sha)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(yue)，中國科學院的(de)(de)(de)研究團(tuan)隊宣(xuan)布(bu)，他們從頭設(she)計了11步(bu)反應(ying)(ying)路徑，利用(yong)(yong)無機催化劑(ji)和生(sheng)物(wu)酶(mei)，首次在全(quan)球實現了從二(er)氧化碳到(dao)淀(dian)粉(fen)的(de)(de)(de)全(quan)合(he)成(cheng)。在自(zi)然界，植物(wu)需要通過光合(he)作(zuo)用(yong)(yong)把空氣中的(de)(de)(de)二(er)氧化碳轉化為淀(dian)粉(fen)，這(zhe)個(ge)過程涉及60多步(bu)反應(ying)(ying)，且只有2%左(zuo)右(you)的(de)(de)(de)能量轉化效(xiao)率。這(zhe)項研究不僅能合(he)成(cheng)與天(tian)然淀(dian)粉(fen)結構幾乎一致的(de)(de)(de)淀(dian)粉(fen)分子，還(huan)比天(tian)然合(he)成(cheng)路徑更高(gao)效(xiao)。它的(de)(de)(de)能量轉化效(xiao)率約是自(zi)然光合(he)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)3.5倍，淀(dian)粉(fen)合(he)成(cheng)速(su)率更是天(tian)然合(he)成(cheng)的(de)(de)(de)8.5倍。這(zhe)項研究是從頭合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)大分子的(de)(de)(de)一次里程碑式突破，也是模(mo)仿甚至超(chao)越自(zi)然合(he)成(cheng)機制的(de)(de)(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(xin)冠病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)德爾(er)塔(ta)(ta)毒(du)(du)(du)株(zhu)被(bei)(bei)世界衛生(sheng)組(zu)織（WHO）列為“受關切(qie)變(bian)(bian)異株(zhu)”（VOC），目前(qian)已擴(kuo)散到(dao)超過200個國(guo)家和地區(qu)，是全球最流行的新(xin)冠病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)毒(du)(du)(du)株(zhu)。德爾(er)塔(ta)(ta)毒(du)(du)(du)株(zhu)病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)載(zai)量高、傳播能(neng)力(li)強、潛伏期短，能(neng)部分逃(tao)脫抗(kang)體的中和反應。此外，全球多(duo)款疫(yi)苗對德爾(er)塔(ta)(ta)毒(du)(du)(du)株(zhu)的保護效力(li)均(jun)有(you)所下降。11月初(chu)，奧密克(ke)戎毒(du)(du)(du)株(zhu)在南非被(bei)(bei)首次檢測到(dao)，不到(dao)20天后便被(bei)(bei)WHO列為VOC，截至12月中旬已蔓(man)延(yan)到(dao)80多(duo)個國(guo)家和地區(qu)。奧密克(ke)戎毒(du)(du)(du)株(zhu)刺突蛋白上存在多(duo)達32處突變(bian)(bian)，其中3處可能(neng)增強免(mian)疫(yi)逃(tao)逸能(neng)力(li)。全球抗(kang)疫(yi)之路仍然充(chong)滿挑戰。

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宣布人工(gong)智能(neng)算(suan)法(fa)AlphaFold2開(kai)源，隨后又與歐洲生物(wu)(wu)信息學研(yan)究(jiu)所合(he)作，公布了(le)這套算(suan)法(fa)精準(zhun)預測的(de)(de)人類蛋(dan)白(bai)組中98.5%的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質結(jie)構(gou)，以(yi)及(ji)20種模(mo)式(shi)生物(wu)(wu)同等(deng)比(bi)例的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質結(jie)構(gou)。AlphaFold2預測的(de)(de)精準(zhun)度已達到原子級別，能(neng)媲美目前最精準(zhun)的(de)(de)測量儀器，預測還將(jiang)用時從幾(ji)個月縮短到幾(ji)天(tian)甚至數個小時。同月，由華盛(sheng)頓(dun)大學等(deng)機構(gou)研(yan)發的(de)(de)算(suan)法(fa)RoseTTAFold開(kai)源，它(ta)能(neng)更好(hao)地(di)預測蛋(dan)白(bai)質復合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)結(jie)構(gou)。AI蛋(dan)白(bai)質結(jie)構(gou)預測算(suan)法(fa)的(de)(de)爆發，解決了(le)科學界的(de)(de)一個關鍵難題，拓展了(le)對生命基礎物(wu)(wu)質的(de)(de)認知，將(jiang)極大地(di)推動生物(wu)(wu)醫藥領域的(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屆聯合國(guo)氣(qi)(qi)候大會（COP26）艱難(nan)落下(xia)帷幕，197個(ge)締(di)約方簽署了(le)(le)《格拉(la)斯哥(ge)氣(qi)(qi)候公約》，使(shi)《巴(ba)黎(li)協定(ding)》“全球平(ping)均氣(qi)(qi)溫升(sheng)幅(fu)控(kong)制在(zai)1.5℃之內”的(de)目標(biao)有可能(neng)實(shi)現。盡管未能(neng)將“1.5℃”的(de)目標(biao)寫入公約，但與會的(de)世界(jie)各國(guo)代(dai)表終于(yu)就《巴(ba)黎(li)協定(ding)》第6條(tiao)實(shi)施細則達(da)成(cheng)共識，并承諾結束森林砍伐、逐漸減少煤(mei)炭使(shi)用等。會前(qian)，中國(guo)向(xiang)世界(jie)做出了(le)(le)“力爭二(er)氧化碳(tan)排放于(yu)2030年前(qian)達(da)到(dao)峰值，2060年前(qian)實(shi)現碳(tan)中和(he)”的(de)承諾。邁(mai)向(xiang)綠(lv)色低(di)碳(tan)的(de)行動不僅有助于(yu)地球免遭災難(nan)性氣(qi)(qi)候變(bian)化的(de)重擊，還為國(guo)內新(xin)能(neng)源(yuan)產業等綠(lv)色產業的(de)發展提供了(le)(le)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8日(ri)(ri)，加拿大CHIME射(she)電望遠鏡(jing)公(gong)布(bu)了(le)536次(ci)新發現(xian)的(de)快速射(she)電暴（FRB）。2021年10月13日(ri)(ri)，中國(guo)天眼（FAST）宣布(bu)從(cong)重復源FRB 121102觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)了(le)1652次(ci)FRB。兩臺望遠鏡(jing)將人類觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)FRB數量(liang)從(cong)200余次(ci)提升(sheng)到(dao)2000多(duo)次(ci)。2020年，包括我國(guo)慧眼衛星(xing)在(zai)內(nei)的(de)觀(guan)測(ce)(ce)表(biao)明，FRB很(hen)可(ke)能(neng)(neng)起(qi)源于磁陀星(xing)。但此次(ci)FAST觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)FRB不具周期性，且(qie)總能(neng)(neng)量(liang)接近磁陀星(xing)可(ke)用能(neng)(neng)量(liang)上限，研究團隊認為(wei)這基本排(pai)除了(le)FRB 121102是由單一磁陀星(xing)產生的(de)可(ke)能(neng)(neng)。目(mu)前，科學(xue)(xue)家認為(wei)FRB可(ke)能(neng)(neng)具有多(duo)種起(qi)源。這兩臺望遠鏡(jing)共同提升(sheng)了(le)人類觀(guan)測(ce)(ce)FRB的(de)能(neng)(neng)力(li)，為(wei)天文學(xue)(xue)家對FRB的(de)進一步(bu)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)(kuan)口(kou)服抗(kang)新冠病(bing)(bing)毒(du)(du)藥(yao)(yao)(yao)(yao)物(wu)molnupiravir在(zai)英國獲(huo)批。同(tong)月，輝瑞公司公布了(le)其開(kai)發的(de)口(kou)服抗(kang)新冠病(bing)(bing)毒(du)(du)藥(yao)(yao)(yao)(yao)物(wu)的(de)臨床效果。這(zhe)兩款(kuan)(kuan)作用機(ji)制(zhi)不同(tong)的(de)藥(yao)(yao)(yao)(yao)物(wu)均能(neng)抑制(zhi)病(bing)(bing)毒(du)(du)增殖，極大地降低了(le)患者住院和(he)死亡的(de)風(feng)險。12月8日(ri)，安(an)巴(ba)韋(wei)(wei)單抗(kang)與羅米司韋(wei)(wei)單抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯(lian)合(he)用藥(yao)(yao)(yao)(yao)方(fang)(fang)案獲(huo)得中(zhong)(zhong)國國家藥(yao)(yao)(yao)(yao)品監督管理局(ju)應急批準(zhun)，成為我國首個獲(huo)批的(de)自主知識(shi)產權新冠病(bing)(bing)毒(du)(du)中(zhong)(zhong)和(he)抗(kang)體聯(lian)合(he)治療方(fang)(fang)案。這(zhe)類藥(yao)(yao)(yao)(yao)物(wu)可(ke)以(yi)通(tong)過阻止病(bing)(bing)毒(du)(du)吸附細(xi)胞，阻斷病(bing)(bing)毒(du)(du)增殖。相比(bi)“老藥(yao)(yao)(yao)(yao)新用”的(de)方(fang)(fang)案，不斷涌(yong)現的(de)新款(kuan)(kuan)特(te)效藥(yao)(yao)(yao)(yao)的(de)靶向性(xing)更強(qiang)、療效更好、安(an)全(quan)性(xing)更高，在(zai)疫苗(miao)之外，也為抗(kang)擊新冠疫情提供了(le)新的(de)希(xi)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(mei)國索爾克(ke)研(yan)(yan)究(jiu)所和(he)昆(kun)明理(li)工大學(xue)(xue)等(deng)機構的科學(xue)(xue)家(jia)培養出了(le)(le)(le)首個人(ren)猴嵌合體(ti)胚(pei)(pei)胎(tai)。他們(men)將人(ren)的擴(kuo)展多能(neng)干(gan)(gan)細(xi)胞(bao)注入132個食蟹猴的早期囊(nang)胚(pei)(pei)內培養，胚(pei)(pei)胎(tai)最(zui)長存(cun)活了(le)(le)(le)20天。這項研(yan)(yan)究(jiu)和(he)另一項將人(ren)多能(neng)干(gan)(gan)細(xi)胞(bao)和(he)成纖維細(xi)胞(bao)轉(zhuan)化成人(ren)早期胚(pei)(pei)胎(tai)的研(yan)(yan)究(jiu)一起，極大地沖擊了(le)(le)(le)人(ren)類胚(pei)(pei)胎(tai)體(ti)外培養的“14天規則(ze)”。相關(guan)研(yan)(yan)究(jiu)不僅在學(xue)(xue)術界引(yin)起了(le)(le)(le)大量討論(lun)，也(ye)在社會上引(yin)發了(le)(le)(le)關(guan)于科研(yan)(yan)倫理(li)規范的激烈討論(lun)。在經(jing)過(guo)多輪的商討和(he)權衡后，國際(ji)干(gan)(gan)細(xi)胞(bao)研(yan)(yan)究(jiu)學(xue)(xue)會于5月首次放寬了(le)(le)(le)這一規則(ze)限制，提出對(dui)于培養人(ren)類胚(pei)(pei)胎(tai)超過(guo)2周的研(yan)(yan)究(jiu)需進(jin)行(xing)多輪審核，來決(jue)定終止時間。