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)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)發射(she)升(sheng)空(kong)(kong)(kong)并順利抵達軌(gui)道，標(biao)志(zhi)著我國“天(tian)宮(gong)”空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)在軌(gui)組(zu)建工作(zuo)全面展開(kai)。6月(yue)(yue)17日(ri)，神(shen)舟十(shi)二號(hao)載(zai)人飛(fei)船(chuan)將(jiang)3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)送入“天(tian)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)，航(hang)天(tian)員(yuan)隨(sui)(sui)后開(kai)展了3個月(yue)(yue)的(de)太空(kong)(kong)(kong)任務，并于9月(yue)(yue)17日(ri)順利返回。10月(yue)(yue)16日(ri)，神(shen)舟十(shi)三號(hao)載(zai)人飛(fei)船(chuan)發射(she)升(sheng)空(kong)(kong)(kong)，“天(tian)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)再(zai)次迎來3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)，這是空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)關(guan)鍵(jian)技術驗(yan)證階(jie)段的(de)最后一次飛(fei)行任務。中國空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)預計于2022年年底前(qian)建成，由(you)一個核(he)心(xin)艙(cang)和(he)兩個實驗(yan)艙(cang)組(zu)成。空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)開(kai)啟常(chang)態(tai)化運行后，將(jiang)有(you)3名(ming)航(hang)天(tian)員(yuan)作(zuo)為一個乘(cheng)組(zu)長期駐(zhu)留，定期輪換。此外，隨(sui)(sui)著國際空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)的(de)退役時間(jian)(jian)(jian)臨近，中國的(de)“天(tian)宮(gong)”空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)很(hen)有(you)可能在未來成為唯一可用的(de)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)站(zhan)(zhan)。

入選理由：火星探測季進入全新階段。

2021年5月22日(ri)，我(wo)國(guo)首(shou)次火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)探(tan)測任務“天問一號(hao)”著(zhu)陸巡視器(qi)(qi)攜帶的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)車(che)“祝(zhu)融(rong)號(hao)”安全駛離著(zhu)陸平(ping)臺，到達火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)烏托(tuo)邦平(ping)原表面，開(kai)始巡視探(tan)測。這意味著(zhu)中國(guo)成為(wei)了首(shou)個一次完成繞、落、巡三(san)大(da)任務的(de)(de)(de)國(guo)家。美國(guo)“毅力”號(hao)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)車(che)也于2021年2月直接進(jin)入(ru)(ru)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)層，并(bing)成功著(zhu)陸。4月，在“毅力”號(hao)的(de)(de)(de)注視下，“機(ji)智(zhi)”號(hao)無(wu)人機(ji)完成了在火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)首(shou)次飛行。與(yu)此同時，阿(a)聯酋的(de)(de)(de)“希望”號(hao)探(tan)測器(qi)(qi)也成功進(jin)入(ru)(ru)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)軌道(dao)，開(kai)始拍攝火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)探(tan)測器(qi)(qi)已經紛(fen)紛(fen)抵達目標地點并(bing)開(kai)始正常(chang)工作，未來它們(men)將(jiang)傳回大(da)量與(yu)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)(xing)相(xiang)關的(de)(de)(de)重(zhong)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(nian)4月7日(ri)，美(mei)國(guo)費米國(guo)家實(shi)驗(yan)室(shi)繆子(zi)g-2實(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據公(gong)布(bu)，實(shi)驗(yan)測到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)繆子(zi)磁矩(ju)與理(li)論預測之(zhi)間存在(zai)(zai)(zai)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，然(ran)(ran)而(er)，偶然(ran)(ran)誤差(cha)(cha)導(dao)致這(zhe)種(zhong)偏差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概率(lv)僅有1/40 000。標準模(mo)型(xing)(xing)是(shi)目前描述基(ji)本(ben)粒(li)子(zi)和(he)基(ji)本(ben)作(zuo)用(yong)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最佳(jia)模(mo)型(xing)(xing)，面對最新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果，科學家不(bu)(bu)得不(bu)(bu)思考：理(li)論與實(shi)驗(yan)結(jie)果之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)偏差(cha)(cha)究竟(jing)是(shi)源自(zi)標準模(mo)型(xing)(xing)深層次(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)誤差(cha)(cha)，還(huan)是(shi)存在(zai)(zai)(zai)標準模(mo)型(xing)(xing)之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)力(li)和(he)粒(li)子(zi)。在(zai)(zai)(zai)未來，第二(er)、三次(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)數(shu)據會逐(zhu)步公(gong)布(bu)，修正后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論計算(suan)結(jie)果也會逐(zhu)步出爐。如果到(dao)時(shi)實(shi)驗(yan)數(shu)據和(he)理(li)論值之(zhi)間仍然(ran)(ran)存在(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)可忽略的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)(cha)，那(nei)它很(hen)有可能(neng)會動搖現代物(wu)理(li)學大廈的(de)(de)(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，中(zhong)國(guo)科學院的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)團隊宣布，他們(men)從(cong)頭(tou)設計(ji)了11步反應(ying)路(lu)(lu)徑(jing)(jing)，利(li)用(yong)無機(ji)催化(hua)(hua)劑和生(sheng)物酶(mei)，首次在全(quan)球實現(xian)了從(cong)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳到淀(dian)(dian)粉(fen)(fen)的(de)全(quan)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)。在自然界，植物需要通(tong)過光合(he)(he)(he)(he)作(zuo)用(yong)把空氣中(zhong)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳轉化(hua)(hua)為淀(dian)(dian)粉(fen)(fen)，這個(ge)過程(cheng)涉及60多步反應(ying)，且只有2%左右的(de)能(neng)量(liang)轉化(hua)(hua)效率(lv)。這項研(yan)究(jiu)(jiu)不僅能(neng)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)與天(tian)然淀(dian)(dian)粉(fen)(fen)結(jie)構幾(ji)乎一(yi)致的(de)淀(dian)(dian)粉(fen)(fen)分子，還比天(tian)然合(he)(he)(he)(he)成(cheng)路(lu)(lu)徑(jing)(jing)更高效。它的(de)能(neng)量(liang)轉化(hua)(hua)效率(lv)約是(shi)自然光合(he)(he)(he)(he)作(zuo)用(yong)的(de)3.5倍(bei)，淀(dian)(dian)粉(fen)(fen)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)速率(lv)更是(shi)天(tian)然合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)8.5倍(bei)。這項研(yan)究(jiu)(jiu)是(shi)從(cong)頭(tou)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)生(sheng)物大分子的(de)一(yi)次里程(cheng)碑(bei)式突破，也是(shi)模(mo)仿(fang)甚至(zhi)超(chao)越(yue)自然合(he)(he)(he)(he)成(cheng)機(ji)制的(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，新冠(guan)病(bing)毒德(de)爾塔毒株被(bei)世界衛生組織（WHO）列為“受(shou)關(guan)切變(bian)異(yi)株”（VOC），目前已擴散到(dao)(dao)超過200個(ge)國家(jia)和(he)地區，是全(quan)(quan)(quan)球最流行的(de)新冠(guan)病(bing)毒毒株。德(de)爾塔毒株病(bing)毒載量高(gao)、傳播能力(li)強(qiang)、潛伏期短，能部分(fen)逃(tao)脫抗(kang)體(ti)的(de)中(zhong)(zhong)和(he)反應(ying)。此外(wai)，全(quan)(quan)(quan)球多(duo)款疫(yi)(yi)苗(miao)對德(de)爾塔毒株的(de)保護效力(li)均有所下降。11月初，奧(ao)密克戎(rong)毒株在南(nan)非被(bei)首次檢測(ce)到(dao)(dao)，不到(dao)(dao)20天后便被(bei)WHO列為VOC，截至12月中(zhong)(zhong)旬已蔓延到(dao)(dao)80多(duo)個(ge)國家(jia)和(he)地區。奧(ao)密克戎(rong)毒株刺突(tu)蛋白上存在多(duo)達(da)32處(chu)(chu)突(tu)變(bian)，其(qi)中(zhong)(zhong)3處(chu)(chu)可能增強(qiang)免疫(yi)(yi)逃(tao)逸能力(li)。全(quan)(quan)(quan)球抗(kang)疫(yi)(yi)之(zhi)路(lu)仍然充滿挑戰。

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(nian)7月，DeepMind宣布(bu)(bu)人工智能算(suan)(suan)法AlphaFold2開(kai)源(yuan)，隨后又與(yu)歐洲生物(wu)信息學(xue)研究所(suo)合作，公布(bu)(bu)了這套算(suan)(suan)法精(jing)準(zhun)預(yu)測(ce)的(de)(de)人類(lei)蛋(dan)白(bai)組中(zhong)98.5%的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構(gou)(gou)，以及20種模式(shi)生物(wu)同等(deng)比例的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構(gou)(gou)。AlphaFold2預(yu)測(ce)的(de)(de)精(jing)準(zhun)度已達到原子級別(bie)，能媲美目前最精(jing)準(zhun)的(de)(de)測(ce)量儀(yi)器，預(yu)測(ce)還將用時從幾個月縮短(duan)到幾天甚(shen)至(zhi)數(shu)個小時。同月，由華盛頓大學(xue)等(deng)機構(gou)(gou)研發(fa)的(de)(de)算(suan)(suan)法RoseTTAFold開(kai)源(yuan)，它能更好地(di)預(yu)測(ce)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)復(fu)合物(wu)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)。AI蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構(gou)(gou)預(yu)測(ce)算(suan)(suan)法的(de)(de)爆發(fa)，解決了科(ke)學(xue)界的(de)(de)一(yi)個關鍵難題，拓展了對生命基礎物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)認知(zhi)，將極(ji)大地(di)推動生物(wu)醫藥領域的(de)(de)發(fa)展。

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屆聯合國氣(qi)候大會(hui)（COP26）艱(jian)難落下帷幕，197個締約方簽署了《格拉(la)斯哥氣(qi)候公約》，使《巴黎(li)(li)協定》“全球(qiu)平均氣(qi)溫升幅控(kong)制在1.5℃之內(nei)”的目標有(you)(you)可能實現(xian)。盡(jin)管未能將“1.5℃”的目標寫入公約，但與會(hui)的世界(jie)各國代表終于(yu)就《巴黎(li)(li)協定》第(di)6條實施(shi)細則達成共識，并承諾結束森(sen)林砍伐、逐漸(jian)減少煤炭使用等。會(hui)前(qian)，中國向世界(jie)做出了“力爭二氧(yang)化碳(tan)排(pai)放(fang)于(yu)2030年(nian)前(qian)達到峰值，2060年(nian)前(qian)實現(xian)碳(tan)中和(he)”的承諾。邁向綠色低碳(tan)的行動不僅(jin)有(you)(you)助(zhu)于(yu)地球(qiu)免遭災難性氣(qi)候變化的重擊，還為國內(nei)新能源產業(ye)等綠色產業(ye)的發展提供了新的機遇。

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)，加拿大CHIME射電(dian)(dian)望遠(yuan)鏡(jing)公(gong)布(bu)了(le)536次(ci)新發(fa)現的快(kuai)速射電(dian)(dian)暴(bao)（FRB）。2021年10月13日(ri)，中國天眼（FAST）宣布(bu)從(cong)(cong)重復源FRB 121102觀(guan)測(ce)(ce)到了(le)1652次(ci)FRB。兩臺(tai)望遠(yuan)鏡(jing)將人類(lei)觀(guan)測(ce)(ce)到的FRB數量從(cong)(cong)200余次(ci)提升到2000多次(ci)。2020年，包括我國慧(hui)眼衛星在內的觀(guan)測(ce)(ce)表明，FRB很可能起源于(yu)磁(ci)陀(tuo)星。但此次(ci)FAST觀(guan)測(ce)(ce)到的FRB不(bu)具周期(qi)性，且總能量接近磁(ci)陀(tuo)星可用(yong)能量上限，研究團隊認(ren)為(wei)這基(ji)本排除了(le)FRB 121102是(shi)由單(dan)一磁(ci)陀(tuo)星產生的可能。目前，科(ke)學(xue)(xue)家認(ren)為(wei)FRB可能具有(you)多種起源。這兩臺(tai)望遠(yuan)鏡(jing)共同提升了(le)人類(lei)觀(guan)測(ce)(ce)FRB的能力，為(wei)天文學(xue)(xue)家對FRB的進一步研究鋪平了(le)道路。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年11月(yue)(yue)，全球首款口(kou)服抗(kang)新冠病(bing)毒(du)藥(yao)(yao)物molnupiravir在英國獲批(pi)。同月(yue)(yue)，輝瑞公司公布了其開(kai)發的(de)口(kou)服抗(kang)新冠病(bing)毒(du)藥(yao)(yao)物的(de)臨床效果。這兩款作用(yong)機制(zhi)不同的(de)藥(yao)(yao)物均能抑制(zhi)病(bing)毒(du)增殖，極大(da)地降低(di)了患者住院和(he)(he)死亡(wang)的(de)風險。12月(yue)(yue)8日(ri)，安(an)巴韋單(dan)抗(kang)與羅米(mi)司韋單(dan)抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯合用(yong)藥(yao)(yao)方案(an)獲得(de)中國國家藥(yao)(yao)品(pin)監督管理(li)局應(ying)急批(pi)準，成為我(wo)國首個獲批(pi)的(de)自主知識產權新冠病(bing)毒(du)中和(he)(he)抗(kang)體聯合治療(liao)方案(an)。這類藥(yao)(yao)物可以通過(guo)阻(zu)止病(bing)毒(du)吸附(fu)細胞，阻(zu)斷病(bing)毒(du)增殖。相比“老藥(yao)(yao)新用(yong)”的(de)方案(an)，不斷涌現的(de)新款特效藥(yao)(yao)的(de)靶向性更(geng)強、療(liao)效更(geng)好、安(an)全性更(geng)高，在疫苗(miao)之外，也為抗(kang)擊(ji)新冠疫情提供了新的(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(guo)索(suo)爾克研究(jiu)所和昆(kun)明理(li)工(gong)大學(xue)等機構的(de)科學(xue)家(jia)培養(yang)出(chu)了首個(ge)人(ren)(ren)(ren)猴嵌(qian)合(he)體胚胎(tai)。他們將人(ren)(ren)(ren)的(de)擴展多能干(gan)(gan)細胞(bao)注(zhu)入132個(ge)食蟹(xie)猴的(de)早期囊胚內(nei)培養(yang)，胚胎(tai)最長存活了20天。這(zhe)項(xiang)研究(jiu)和另(ling)一項(xiang)將人(ren)(ren)(ren)多能干(gan)(gan)細胞(bao)和成纖(xian)維細胞(bao)轉化成人(ren)(ren)(ren)早期胚胎(tai)的(de)研究(jiu)一起(qi)，極大地沖擊了人(ren)(ren)(ren)類(lei)胚胎(tai)體外培養(yang)的(de)“14天規則(ze)”。相關研究(jiu)不僅在(zai)學(xue)術界引(yin)起(qi)了大量(liang)討(tao)論(lun)，也在(zai)社會上引(yin)發(fa)了關于科研倫理(li)規范的(de)激烈(lie)討(tao)論(lun)。在(zai)經過多輪的(de)商討(tao)和權衡后，國(guo)際干(gan)(gan)細胞(bao)研究(jiu)學(xue)會于5月首次放寬了這(zhe)一規則(ze)限制，提出(chu)對于培養(yang)人(ren)(ren)(ren)類(lei)胚胎(tai)超(chao)過2周的(de)研究(jiu)需(xu)進行多輪審(shen)核(he)，來(lai)決定終止時間。