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)(yue)29日(ri)(ri)，“天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)和(he)(he)”核(he)(he)心(xin)(xin)(xin)艙發射(she)升空(kong)并(bing)順(shun)(shun)利抵達軌道(dao)，標志著(zhu)我(wo)國“天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)宮(gong)”空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)在軌組建(jian)工作全面展開(kai)。6月(yue)(yue)(yue)17日(ri)(ri)，神舟十(shi)二號載人(ren)(ren)飛船(chuan)將3名航天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)員送入(ru)“天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)和(he)(he)”核(he)(he)心(xin)(xin)(xin)艙，航天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)員隨后開(kai)展了3個月(yue)(yue)(yue)的太(tai)空(kong)任務(wu)，并(bing)于9月(yue)(yue)(yue)17日(ri)(ri)順(shun)(shun)利返回。10月(yue)(yue)(yue)16日(ri)(ri)，神舟十(shi)三(san)號載人(ren)(ren)飛船(chuan)發射(she)升空(kong)，“天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)和(he)(he)”核(he)(he)心(xin)(xin)(xin)艙再(zai)次迎來(lai)3名航天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)員，這是(shi)空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)關(guan)鍵(jian)技術(shu)驗證(zheng)階段的最后一(yi)次飛行任務(wu)。中國空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)預計于2022年年底(di)前建(jian)成(cheng)(cheng)，由一(yi)個核(he)(he)心(xin)(xin)(xin)艙和(he)(he)兩個實驗艙組成(cheng)(cheng)。空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)開(kai)啟常態化運行后，將有(you)3名航天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)員作為一(yi)個乘(cheng)組長期駐留，定(ding)期輪(lun)換。此外，隨著(zhu)國際空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)的退(tui)役時間(jian)(jian)臨近，中國的“天(tian)(tian)(tian)(tian)(tian)宮(gong)”空(kong)間(jian)(jian)站(zhan)很有(you)可(ke)能在未來(lai)成(cheng)(cheng)為唯(wei)一(yi)可(ke)用的空(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，我國(guo)首次(ci)火(huo)星(xing)(xing)探測任務“天問一號(hao)”著(zhu)陸(lu)巡(xun)視(shi)器(qi)攜(xie)帶的(de)火(huo)星(xing)(xing)車(che)“祝融(rong)號(hao)”安全駛離著(zhu)陸(lu)平臺，到達火(huo)星(xing)(xing)烏(wu)托邦平原表面，開(kai)(kai)(kai)始巡(xun)視(shi)探測。這意(yi)味著(zhu)中國(guo)成為(wei)了首個(ge)一次(ci)完成繞(rao)、落、巡(xun)三大(da)任務的(de)國(guo)家。美國(guo)“毅力”號(hao)火(huo)星(xing)(xing)車(che)也于2021年(nian)2月直接(jie)進入火(huo)星(xing)(xing)大(da)氣層(ceng)，并成功(gong)著(zhu)陸(lu)。4月，在“毅力”號(hao)的(de)注(zhu)視(shi)下，“機(ji)智(zhi)”號(hao)無人機(ji)完成了在火(huo)星(xing)(xing)的(de)首次(ci)飛行。與此同時，阿聯(lian)酋(qiu)的(de)“希望”號(hao)探測器(qi)也成功(gong)進入火(huo)星(xing)(xing)軌道，開(kai)(kai)(kai)始拍攝火(huo)星(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)星(xing)(xing)探測器(qi)已經紛(fen)紛(fen)抵達目標(biao)地(di)點并開(kai)(kai)(kai)始正常工作，未來(lai)它們將(jiang)傳回大(da)量與火(huo)星(xing)(xing)相關的(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4月7日，美國費(fei)米國家(jia)實(shi)(shi)(shi)驗室繆(mou)子(zi)g-2實(shi)(shi)(shi)驗的數(shu)據公(gong)布，實(shi)(shi)(shi)驗測(ce)(ce)到(dao)的繆(mou)子(zi)磁矩與理論(lun)預(yu)測(ce)(ce)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)明顯的偏(pian)差(cha)，然而，偶然誤差(cha)導(dao)致這(zhe)種偏(pian)差(cha)的概率僅有(you)1/40 000。標(biao)準模(mo)型是(shi)目(mu)前描述基(ji)本粒子(zi)和(he)基(ji)本作用(yong)力的最佳模(mo)型，面對最新的實(shi)(shi)(shi)驗結果(guo)，科學家(jia)不(bu)得不(bu)思考：理論(lun)與實(shi)(shi)(shi)驗結果(guo)之(zhi)間(jian)的這(zhe)種偏(pian)差(cha)究竟(jing)是(shi)源自標(biao)準模(mo)型深層次的誤差(cha)，還是(shi)存(cun)在(zai)標(biao)準模(mo)型之(zhi)外(wai)的作用(yong)力和(he)粒子(zi)。在(zai)未來(lai)，第二、三次的實(shi)(shi)(shi)驗數(shu)據會(hui)(hui)逐(zhu)步公(gong)布，修正后的理論(lun)計算結果(guo)也(ye)會(hui)(hui)逐(zhu)步出爐。如果(guo)到(dao)時實(shi)(shi)(shi)驗數(shu)據和(he)理論(lun)值之(zhi)間(jian)仍然存(cun)在(zai)不(bu)可忽(hu)略的偏(pian)差(cha)，那它很有(you)可能會(hui)(hui)動搖現代(dai)物理學大廈(sha)的根基(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(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究團(tuan)隊宣布，他們從頭設計了(le)11步(bu)(bu)反應路(lu)徑，利用無機(ji)催化(hua)劑和(he)生(sheng)物酶，首次在全球實(shi)現了(le)從二氧(yang)化(hua)碳(tan)到淀粉的(de)(de)(de)(de)(de)全合成(cheng)。在自然(ran)界(jie)，植物需要通過光合作(zuo)用把空氣中的(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)碳(tan)轉化(hua)為淀粉，這(zhe)個(ge)過程涉(she)及60多步(bu)(bu)反應，且(qie)只有2%左右的(de)(de)(de)(de)(de)能量轉化(hua)效(xiao)率。這(zhe)項(xiang)研(yan)究不僅能合成(cheng)與天(tian)(tian)然(ran)淀粉結(jie)構幾乎一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)淀粉分子，還比天(tian)(tian)然(ran)合成(cheng)路(lu)徑更高效(xiao)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)能量轉化(hua)效(xiao)率約是(shi)自然(ran)光合作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)3.5倍，淀粉合成(cheng)速率更是(shi)天(tian)(tian)然(ran)合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)8.5倍。這(zhe)項(xiang)研(yan)究是(shi)從頭合成(cheng)生(sheng)物大分子的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)次里程碑(bei)式突破(po)，也是(shi)模仿甚至超(chao)越自然(ran)合成(cheng)機(ji)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)大步(bu)(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(guan)(guan)病毒(du)(du)德爾塔毒(du)(du)株(zhu)(zhu)被世界(jie)衛生組織（WHO）列為(wei)“受關(guan)切變(bian)異株(zhu)(zhu)”（VOC），目(mu)前已(yi)擴(kuo)散到(dao)超過200個國家(jia)和(he)地區(qu)，是全(quan)球(qiu)最(zui)流行的新(xin)冠(guan)(guan)病毒(du)(du)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)。德爾塔毒(du)(du)株(zhu)(zhu)病毒(du)(du)載量高、傳播能(neng)力強、潛伏期短，能(neng)部分逃(tao)脫抗(kang)體的中(zhong)和(he)反應。此外，全(quan)球(qiu)多款疫苗對德爾塔毒(du)(du)株(zhu)(zhu)的保護(hu)效力均有所下(xia)降。11月初，奧密(mi)(mi)克戎(rong)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)在(zai)南非被首(shou)次檢測(ce)到(dao)，不到(dao)20天后便被WHO列為(wei)VOC，截至12月中(zhong)旬已(yi)蔓(man)延到(dao)80多個國家(jia)和(he)地區(qu)。奧密(mi)(mi)克戎(rong)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)刺突(tu)蛋白(bai)上存在(zai)多達32處突(tu)變(bian)，其中(zhong)3處可能(neng)增(zeng)強免疫逃(tao)逸能(neng)力。全(quan)球(qiu)抗(kang)疫之路仍然充(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(yue)(yue)(yue)，DeepMind宣(xuan)布人工智能(neng)算(suan)法AlphaFold2開(kai)源，隨后又(you)與歐洲生物(wu)(wu)信息學研(yan)究(jiu)所合作，公布了(le)這(zhe)套(tao)算(suan)法精(jing)(jing)準預(yu)測(ce)(ce)的(de)人類蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)組中98.5%的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)，以及20種模式生物(wu)(wu)同等(deng)比例(li)的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)。AlphaFold2預(yu)測(ce)(ce)的(de)精(jing)(jing)準度已(yi)達到原子級(ji)別，能(neng)媲(pi)美目前(qian)最精(jing)(jing)準的(de)測(ce)(ce)量儀器，預(yu)測(ce)(ce)還將(jiang)(jiang)用時從幾個(ge)月(yue)(yue)(yue)縮(suo)短到幾天甚至數個(ge)小時。同月(yue)(yue)(yue)，由華盛頓(dun)大學等(deng)機構(gou)研(yan)發(fa)的(de)算(suan)法RoseTTAFold開(kai)源，它能(neng)更好地(di)(di)預(yu)測(ce)(ce)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)復合物(wu)(wu)的(de)結構(gou)。AI蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)結構(gou)預(yu)測(ce)(ce)算(suan)法的(de)爆(bao)發(fa)，解決了(le)科學界的(de)一個(ge)關鍵(jian)難題，拓展(zhan)(zhan)了(le)對生命基礎(chu)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)認知，將(jiang)(jiang)極大地(di)(di)推動生物(wu)(wu)醫藥(yao)領(ling)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(di)26屆聯合國(guo)氣(qi)候大會（COP26）艱難落下帷幕(mu)，197個締約方(fang)簽署了《格拉斯哥氣(qi)候公約》，使(shi)《巴黎協(xie)定》“全球平均氣(qi)溫升幅(fu)控制在1.5℃之內”的(de)目(mu)標有(you)可(ke)能實(shi)現。盡管未能將“1.5℃”的(de)目(mu)標寫入公約，但(dan)與會的(de)世界(jie)各國(guo)代表終于就《巴黎協(xie)定》第(di)6條實(shi)施細(xi)則(ze)達(da)成共識(shi)，并承(cheng)(cheng)諾(nuo)結束森林砍伐、逐漸減少(shao)煤(mei)炭使(shi)用等。會前，中(zhong)國(guo)向(xiang)世界(jie)做(zuo)出了“力(li)爭二氧化碳(tan)排放于2030年(nian)前達(da)到峰值，2060年(nian)前實(shi)現碳(tan)中(zhong)和”的(de)承(cheng)(cheng)諾(nuo)。邁向(xiang)綠色低碳(tan)的(de)行動不僅有(you)助于地(di)球免遭災難性氣(qi)候變化的(de)重擊，還為國(guo)內新能源產業等綠色產業的(de)發展提供了新的(de)機(ji)遇(yu)。

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(ri)，加拿大CHIME射(she)電望遠鏡公布了(le)536次(ci)(ci)新發現(xian)的(de)快速射(she)電暴（FRB）。2021年(nian)10月(yue)13日(ri)，中(zhong)國天(tian)眼(yan)（FAST）宣布從重復源(yuan)FRB 121102觀測(ce)到(dao)了(le)1652次(ci)(ci)FRB。兩(liang)臺望遠鏡將人(ren)類觀測(ce)到(dao)的(de)FRB數量從200余次(ci)(ci)提(ti)升到(dao)2000多次(ci)(ci)。2020年(nian)，包括(kuo)我國慧眼(yan)衛星(xing)(xing)在內的(de)觀測(ce)表明，FRB很可(ke)能(neng)(neng)(neng)起源(yuan)于磁(ci)陀(tuo)星(xing)(xing)。但(dan)此次(ci)(ci)FAST觀測(ce)到(dao)的(de)FRB不具(ju)周(zhou)期性，且總能(neng)(neng)(neng)量接(jie)近(jin)磁(ci)陀(tuo)星(xing)(xing)可(ke)用能(neng)(neng)(neng)量上限，研(yan)究(jiu)團隊認為(wei)這(zhe)基本(ben)排除了(le)FRB 121102是(shi)由單一(yi)磁(ci)陀(tuo)星(xing)(xing)產生的(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)。目前，科學家(jia)認為(wei)FRB可(ke)能(neng)(neng)(neng)具(ju)有多種起源(yuan)。這(zhe)兩(liang)臺望遠鏡共同提(ti)升了(le)人(ren)類觀測(ce)FRB的(de)能(neng)(neng)(neng)力，為(wei)天(tian)文學家(jia)對(dui)FRB的(de)進一(yi)步研(yan)究(jiu)鋪平了(le)道路。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年11月(yue)，全(quan)(quan)球首(shou)款(kuan)(kuan)口服(fu)抗(kang)新(xin)(xin)冠(guan)(guan)病(bing)毒(du)(du)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)molnupiravir在(zai)英國(guo)獲批。同(tong)月(yue)，輝瑞公(gong)司公(gong)布(bu)了其開發的(de)口服(fu)抗(kang)新(xin)(xin)冠(guan)(guan)病(bing)毒(du)(du)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)的(de)臨床(chuang)效(xiao)果。這兩款(kuan)(kuan)作用(yong)機制不同(tong)的(de)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)均能抑制病(bing)毒(du)(du)增(zeng)殖(zhi)，極(ji)大地降低了患者住院和(he)死亡的(de)風險。12月(yue)8日，安巴韋單抗(kang)與羅(luo)米司韋單抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯合(he)(he)用(yong)藥(yao)(yao)方案(an)獲得中(zhong)(zhong)國(guo)國(guo)家藥(yao)(yao)品監督管理局應急批準，成為我國(guo)首(shou)個獲批的(de)自主(zhu)知(zhi)識產權新(xin)(xin)冠(guan)(guan)病(bing)毒(du)(du)中(zhong)(zhong)和(he)抗(kang)體聯合(he)(he)治療方案(an)。這類藥(yao)(yao)物(wu)(wu)可以通過阻(zu)止病(bing)毒(du)(du)吸附細胞，阻(zu)斷(duan)病(bing)毒(du)(du)增(zeng)殖(zhi)。相比“老藥(yao)(yao)新(xin)(xin)用(yong)”的(de)方案(an)，不斷(duan)涌現的(de)新(xin)(xin)款(kuan)(kuan)特(te)效(xiao)藥(yao)(yao)的(de)靶向性更(geng)強、療效(xiao)更(geng)好、安全(quan)(quan)性更(geng)高(gao)，在(zai)疫(yi)苗之外，也為抗(kang)擊(ji)新(xin)(xin)冠(guan)(guan)疫(yi)情提供了新(xin)(xin)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(yue)，美國索爾克(ke)研(yan)(yan)究(jiu)所和(he)昆明理(li)工大學(xue)等機構的(de)(de)(de)(de)科(ke)學(xue)家培養(yang)(yang)出了(le)首個人猴(hou)嵌合(he)體胚(pei)(pei)胎(tai)。他們將人的(de)(de)(de)(de)擴展多(duo)能干(gan)細胞(bao)注入132個食蟹猴(hou)的(de)(de)(de)(de)早期(qi)囊胚(pei)(pei)內培養(yang)(yang)，胚(pei)(pei)胎(tai)最(zui)長(chang)存活(huo)了(le)20天。這項研(yan)(yan)究(jiu)和(he)另一項將人多(duo)能干(gan)細胞(bao)和(he)成纖(xian)維細胞(bao)轉化成人早期(qi)胚(pei)(pei)胎(tai)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)一起，極大地沖擊了(le)人類胚(pei)(pei)胎(tai)體外培養(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)“14天規(gui)則(ze)”。相關研(yan)(yan)究(jiu)不僅(jin)在(zai)學(xue)術界(jie)引起了(le)大量討論，也在(zai)社(she)會(hui)上引發了(le)關于(yu)科(ke)研(yan)(yan)倫理(li)規(gui)范的(de)(de)(de)(de)激烈討論。在(zai)經(jing)過(guo)(guo)多(duo)輪的(de)(de)(de)(de)商(shang)討和(he)權(quan)衡后(hou)，國際干(gan)細胞(bao)研(yan)(yan)究(jiu)學(xue)會(hui)于(yu)5月(yue)首次(ci)放寬了(le)這一規(gui)則(ze)限制，提出對于(yu)培養(yang)(yang)人類胚(pei)(pei)胎(tai)超過(guo)(guo)2周(zhou)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)需進行多(duo)輪審核，來決定終(zhong)止時間(jian)。