2021未來科學大獎包括“生命科學獎”、“物質科學獎”和“數學與計算機科學獎”三個獎項。袁國勇、裴偉士憑借他們發現了冠狀病毒（SARS-CoV-1）為導致2003年全球重癥急性呼吸綜合征（SARS）病原，以及由動物到人的傳染鏈，為人類應對MERS和COVID-19冠狀病毒引起的傳染病產生了重大影響的貢獻摘得“生命科學獎”；張杰因其通過調控激光與物質相互作用產生精確可控的超短脈沖快電子束，并將其應用于實現超高時空分辨高能電子衍射成像和激光核聚變的快點火研究的貢獻獲得“物質科學獎”；施敏因其在對金屬與半導體間載流子互傳的理論認知做出的貢獻，促成了過去50年中按“摩爾定律”速率建造的各代集成電路中如何形成歐姆和肖特基接觸的關鍵技術取得的成就榮膺“數學與計算機科學獎”。

袁國勇（左）和裴偉士（右(you)）的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)小組于2003年治(zhi)療了(le)中(zhong)國(guo)(guo)香港的(de)(de)第一例重(zhong)癥急性呼吸綜合征(zheng)（SARS）患者，并從臨(lin)床標本中(zhong)分離出冠(guan)狀病(bing)毒(du)（SARS-CoV-1），為設計診(zhen)斷(duan)(duan)和病(bing)癥鑒定提供了(le)必要信(xin)息 (Lancet April 19, 2003)。袁國(guo)(guo)勇對(dui)野生蝙(bian)蝠(fu)(fu)中(zhong)SARS類冠(guan)狀病(bing)毒(du)的(de)(de)持續研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，大(da)大(da)擴展了(le)我們(men)對(dui)人畜共患病(bing)宿主(zhu)、跨物種傳播障礙、發(fa)病(bing)機制、與疾病(bing)和診(zhen)斷(duan)(duan)的(de)(de)認識。鑒于蝙(bian)蝠(fu)(fu)衍生的(de)(de)類似SARS的(de)(de)冠(guan)狀病(bing)毒(du)的(de)(de)高流行(xing)率(lv)，他們(men)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)預測(ce)了(le)類似SARS的(de)(de)流行(xing)病(bing)可能再次(ci)出現，并強調了(le)公共衛生防備的(de)(de)重(zhong)要性。正如所料，蝙(bian)蝠(fu)(fu)冠(guan)狀病(bing)毒(du)HKU4/5被認為是引(yin)起(qi)了(le)流行(xing)性中(zhong)東呼吸綜合征(zheng)的(de)(de)MERS-CoV病(bing)毒(du)的(de)(de)前身。

張(zhang)杰(jie)博士(shi)是開(kai)發利(li)用(yong)太瓦到拍瓦激(ji)光束有效生(sheng)成(cheng)受(shou)控、高強度快電(dian)(dian)子束（~100 keV 到 10 MeV）方法的先(xian)驅。利(li)用(yong)這一技術，張(zhang)杰(jie)領(ling)導的研究團隊(dui)在快電(dian)(dian)子束方面取得了一系列重大突破，包括高效產生(sheng)非熱電(dian)(dian)子、用(yong)激(ji)光調節電(dian)(dian)子束能量、實現高定向電(dian)(dian)子發射，以及創(chuang)時空分(fen)辨世(shi)界紀錄的電(dian)(dian)子束成(cheng)像。

張博士(shi)團(tuan)隊研(yan)發的(de)可(ke)精確控制的(de)高(gao)強度(du)(du)快(kuai)電(dian)子束(shu)為一系列(lie)其他(ta)(ta)重要的(de)科學探索提供了(le)可(ke)能(neng)。例如，他(ta)(ta)們(men)(men)開發了(le) MeV 超快(kuai)電(dian)子衍(yan)射和成像設(she)備，并展(zhan)示了(le)亞埃空間分(fen)辨率和創(chuang)紀(ji)錄的(de) 50 飛秒時間分(fen)辨率。他(ta)(ta)們(men)(men)使用超快(kuai)激(ji)光(guang)場成功地改(gai)變(bian)(bian)了(le)量(liang)子材料(liao)的(de)維度(du)(du)，并觀察到了(le)光(guang)誘導(dao)的(de)新型相變(bian)(bian)。此外，他(ta)(ta)們(men)(men)的(de)這一技術還(huan)幫助實現了(le)更緊湊(cou)、更高(gao)效的(de)高(gao)能(neng)粒(li)子加速器。同時，他(ta)(ta)們(men)(men)還(huan)通過超快(kuai)電(dian)子衍(yan)射實現了(le)單分(fen)子成像。

施(shi)敏教授對跨金屬(shu)/半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)(ti) (金/半(ban)(ban))載流子(zi)的(de)(de)傳輸理(li)論和(he)實踐，做(zuo)(zuo)出了(le)基礎性和(he)開創性的(de)(de)貢(gong)獻。他對于大(da)范圍摻雜(1014-1020/cm3) 和(he)工作溫度 (硅(gui): 77K-373K；砷化鎵：50K-500K)的(de)(de)金/半(ban)(ban)接(jie)(jie)觸特(te)性，通(tong)過跨金/半(ban)(ban)界(jie)面勢壘(lei)的(de)(de)量子(zi)隧道穿(chuan)越、熱(re)電子(zi)發射、鏡像(xiang)力降(jiang)低(di)、和(he)二維(wei)統計雜質變(bian)化的(de)(de)共同效應(ying)都做(zuo)(zuo)出了(le)分析和(he)實驗(yan)。這(zhe)些對硅(gui)和(he)砷化鎵半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)前沿貢(gong)獻, 不僅(jin)奠定了(le)歐姆和(he)肖特(te)基 (歐/肖)接(jie)(jie)觸的(de)(de)科學理(li)論基礎，并且開啟了(le)制(zhi)造近代(dai)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)(ti)器(qi)件(jian)的(de)(de)可擴(kuo)展途徑。在接(jie)(jie)下來的(de)(de)50年中，它們被(bei)廣泛的(de)(de)用(yong)于計算(suan)、通(tong)信、傳感(gan)、控制(zhi)、成(cheng)像(xiang)和(he)記憶之(zhi)芯片電路的(de)(de)制(zhi)造，對人類生活和(he)文明有巨大(da)貢(gong)獻。