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(yue)29日(ri)(ri)，“天和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)發射升(sheng)空(kong)(kong)(kong)并(bing)順利(li)抵達軌道，標(biao)志著(zhu)我(wo)國“天宮”空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)在(zai)(zai)軌組建(jian)(jian)工(gong)作(zuo)全面展(zhan)開。6月(yue)17日(ri)(ri)，神(shen)舟十二號載人飛船將3名航天員(yuan)送入“天和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)，航天員(yuan)隨后開展(zhan)了3個月(yue)的(de)(de)太空(kong)(kong)(kong)任(ren)務(wu)，并(bing)于9月(yue)17日(ri)(ri)順利(li)返回(hui)。10月(yue)16日(ri)(ri)，神(shen)舟十三號載人飛船發射升(sheng)空(kong)(kong)(kong)，“天和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)再次迎來3名航天員(yuan)，這是(shi)空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)關(guan)鍵(jian)技術(shu)驗證階段的(de)(de)最后一次飛行(xing)任(ren)務(wu)。中國空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)預計于2022年(nian)年(nian)底前(qian)建(jian)(jian)成，由一個核(he)心(xin)艙(cang)和(he)兩(liang)個實驗艙(cang)組成。空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)開啟常態化運行(xing)后，將有3名航天員(yuan)作(zuo)為一個乘組長期(qi)駐留，定期(qi)輪換。此外，隨著(zhu)國際空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)的(de)(de)退(tui)役時間(jian)臨近，中國的(de)(de)“天宮”空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)很有可能在(zai)(zai)未來成為唯一可用的(de)(de)空(kong)(kong)(kong)間(jian)站(zhan)(zhan)。

入選理由：火星探測季進入全新階段。

2021年5月(yue)(yue)22日(ri)，我國首次火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)探測任(ren)務“天問一(yi)號(hao)”著(zhu)陸巡視器(qi)攜帶的(de)火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)車(che)“祝融號(hao)”安全駛離著(zhu)陸平臺，到達火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)烏托邦(bang)平原(yuan)表面，開始(shi)(shi)巡視探測。這(zhe)意味著(zhu)中國成(cheng)為了首個一(yi)次完(wan)成(cheng)繞(rao)、落、巡三大任(ren)務的(de)國家(jia)。美國“毅(yi)力”號(hao)火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)車(che)也于2021年2月(yue)(yue)直接進入(ru)火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣層，并成(cheng)功著(zhu)陸。4月(yue)(yue)，在(zai)“毅(yi)力”號(hao)的(de)注視下，“機智”號(hao)無人機完(wan)成(cheng)了在(zai)火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)首次飛行(xing)。與此同時，阿聯(lian)酋的(de)“希望”號(hao)探測器(qi)也成(cheng)功進入(ru)火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)道，開始(shi)(shi)拍攝火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)探測器(qi)已經紛(fen)紛(fen)抵達目(mu)標地點并開始(shi)(shi)正常工作(zuo)，未(wei)來它(ta)們將(jiang)傳回大量(liang)與火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)相關的(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，美國(guo)(guo)費米國(guo)(guo)家(jia)實(shi)(shi)驗室繆(mou)子g-2實(shi)(shi)驗的數(shu)(shu)據公(gong)布，實(shi)(shi)驗測到(dao)的繆(mou)子磁矩與理(li)論(lun)預測之間存(cun)在(zai)(zai)明(ming)顯的偏(pian)(pian)差(cha)，然(ran)而(er)，偶(ou)然(ran)誤差(cha)導致這(zhe)種偏(pian)(pian)差(cha)的概率僅有1/40 000。標準(zhun)模型是(shi)目前(qian)描(miao)述基本(ben)(ben)粒(li)子和(he)基本(ben)(ben)作(zuo)用(yong)力的最佳模型，面對最新(xin)的實(shi)(shi)驗結果(guo)，科學家(jia)不得不思考：理(li)論(lun)與實(shi)(shi)驗結果(guo)之間的這(zhe)種偏(pian)(pian)差(cha)究(jiu)竟是(shi)源自標準(zhun)模型深層(ceng)次的誤差(cha)，還是(shi)存(cun)在(zai)(zai)標準(zhun)模型之外的作(zuo)用(yong)力和(he)粒(li)子。在(zai)(zai)未來，第二、三次的實(shi)(shi)驗數(shu)(shu)據會(hui)逐步公(gong)布，修正后的理(li)論(lun)計算結果(guo)也會(hui)逐步出(chu)爐。如(ru)果(guo)到(dao)時實(shi)(shi)驗數(shu)(shu)據和(he)理(li)論(lun)值之間仍然(ran)存(cun)在(zai)(zai)不可忽(hu)略的偏(pian)(pian)差(cha)，那它很有可能會(hui)動搖現代物理(li)學大廈的根基。

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9月，中國科學(xue)院的(de)(de)(de)研究團隊宣布，他(ta)們(men)從頭設計(ji)了(le)11步(bu)反應路(lu)徑(jing)，利用(yong)無機催化(hua)劑和生物酶，首次(ci)在全(quan)球實(shi)現(xian)了(le)從二(er)氧化(hua)碳到(dao)淀粉的(de)(de)(de)全(quan)合(he)(he)成(cheng)。在自然(ran)界(jie)，植物需要通過(guo)光合(he)(he)作用(yong)把空氣(qi)中的(de)(de)(de)二(er)氧化(hua)碳轉化(hua)為淀粉，這(zhe)(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)涉及60多步(bu)反應，且只有2%左(zuo)右的(de)(de)(de)能(neng)量轉化(hua)效(xiao)率(lv)。這(zhe)(zhe)項(xiang)研究不僅能(neng)合(he)(he)成(cheng)與天(tian)然(ran)淀粉結構幾乎一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)淀粉分子(zi)，還比(bi)天(tian)然(ran)合(he)(he)成(cheng)路(lu)徑(jing)更高效(xiao)。它的(de)(de)(de)能(neng)量轉化(hua)效(xiao)率(lv)約是自然(ran)光合(he)(he)作用(yong)的(de)(de)(de)3.5倍(bei)，淀粉合(he)(he)成(cheng)速(su)率(lv)更是天(tian)然(ran)合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)8.5倍(bei)。這(zhe)(zhe)項(xiang)研究是從頭合(he)(he)成(cheng)生物大分子(zi)的(de)(de)(de)一(yi)次(ci)里程(cheng)碑(bei)式突破，也是模(mo)仿(fang)甚(shen)至超越自然(ran)合(he)(he)成(cheng)機制的(de)(de)(de)一(yi)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)毒(du)德(de)爾塔毒(du)株(zhu)(zhu)被世界(jie)衛生組織（WHO）列為“受關切變(bian)異株(zhu)(zhu)”（VOC），目前已(yi)擴散到超過200個國家和(he)地區(qu)，是(shi)全(quan)球(qiu)最流行的(de)新(xin)冠病(bing)毒(du)毒(du)株(zhu)(zhu)。德(de)爾塔毒(du)株(zhu)(zhu)病(bing)毒(du)載量高、傳播能(neng)力強、潛伏期短，能(neng)部分逃脫抗(kang)體的(de)中(zhong)和(he)反(fan)應。此外，全(quan)球(qiu)多款疫苗對(dui)德(de)爾塔毒(du)株(zhu)(zhu)的(de)保護(hu)效力均有所下降。11月初(chu)，奧(ao)密克(ke)戎(rong)毒(du)株(zhu)(zhu)在南非被首次檢測到，不(bu)到20天后便被WHO列為VOC，截至12月中(zhong)旬已(yi)蔓延到80多個國家和(he)地區(qu)。奧(ao)密克(ke)戎(rong)毒(du)株(zhu)(zhu)刺突蛋白上存在多達32處突變(bian)，其(qi)中(zhong)3處可能(neng)增強免疫逃逸(yi)能(neng)力。全(quan)球(qiu)抗(kang)疫之路仍然充滿挑(tiao)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宣布人工智能算(suan)法(fa)(fa)AlphaFold2開源(yuan)，隨(sui)后(hou)又(you)與歐(ou)洲生(sheng)(sheng)物信息(xi)學研究所合作，公布了這套算(suan)法(fa)(fa)精準預測(ce)的(de)人類(lei)蛋(dan)白組(zu)中98.5%的(de)蛋(dan)白質(zhi)結(jie)構(gou)(gou)，以及20種模式生(sheng)(sheng)物同等比例(li)的(de)蛋(dan)白質(zhi)結(jie)構(gou)(gou)。AlphaFold2預測(ce)的(de)精準度已達到原子級(ji)別(bie)，能媲美(mei)目前最精準的(de)測(ce)量(liang)儀器，預測(ce)還將用時從幾(ji)個(ge)月縮短(duan)到幾(ji)天甚至數個(ge)小時。同月，由華(hua)盛頓大學等機(ji)構(gou)(gou)研發(fa)的(de)算(suan)法(fa)(fa)RoseTTAFold開源(yuan)，它能更(geng)好(hao)地預測(ce)蛋(dan)白質(zhi)復合物的(de)結(jie)構(gou)(gou)。AI蛋(dan)白質(zhi)結(jie)構(gou)(gou)預測(ce)算(suan)法(fa)(fa)的(de)爆(bao)發(fa)，解決了科學界的(de)一個(ge)關鍵(jian)難題，拓展(zhan)了對(dui)生(sheng)(sheng)命基礎物質(zhi)的(de)認知，將極大地推動生(sheng)(sheng)物醫藥領(ling)域的(de)發(fa)展(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(yue)13日，第26屆聯合(he)國(guo)(guo)氣候大會(hui)（COP26）艱難(nan)落下帷(wei)幕，197個締(di)約(yue)方簽署了(le)《格拉斯哥氣候公(gong)約(yue)》，使《巴黎協定》“全球(qiu)平均(jun)氣溫升幅控制在(zai)1.5℃之內(nei)”的(de)(de)(de)(de)目標有可能實(shi)現(xian)(xian)。盡管未能將(jiang)“1.5℃”的(de)(de)(de)(de)目標寫入公(gong)約(yue)，但與會(hui)的(de)(de)(de)(de)世界各國(guo)(guo)代表終于(yu)就《巴黎協定》第6條(tiao)實(shi)施細則達(da)(da)成共識，并(bing)承諾結束森林砍伐(fa)、逐(zhu)漸(jian)減少煤(mei)炭(tan)使用等(deng)。會(hui)前，中國(guo)(guo)向世界做出了(le)“力爭二氧化碳(tan)排放于(yu)2030年前達(da)(da)到峰值，2060年前實(shi)現(xian)(xian)碳(tan)中和”的(de)(de)(de)(de)承諾。邁向綠色低碳(tan)的(de)(de)(de)(de)行動不僅有助于(yu)地球(qiu)免遭災難(nan)性氣候變化的(de)(de)(de)(de)重擊(ji)，還為國(guo)(guo)內(nei)新能源產業等(deng)綠色產業的(de)(de)(de)(de)發展提供了(le)新的(de)(de)(de)(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6月8日(ri)，加拿大CHIME射(she)電望(wang)(wang)遠鏡(jing)公(gong)布了(le)(le)536次(ci)新發(fa)現的(de)(de)快速射(she)電暴（FRB）。2021年10月13日(ri)，中(zhong)國天眼（FAST）宣布從(cong)重復(fu)源FRB 121102觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)了(le)(le)1652次(ci)FRB。兩(liang)臺(tai)望(wang)(wang)遠鏡(jing)將人(ren)類觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)(de)FRB數量(liang)從(cong)200余次(ci)提升到(dao)2000多(duo)次(ci)。2020年，包括我國慧(hui)眼衛星(xing)(xing)在內的(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)表明(ming)，FRB很可能(neng)(neng)(neng)起(qi)源于磁陀(tuo)星(xing)(xing)。但(dan)此次(ci)FAST觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)(de)FRB不具周期(qi)性，且總能(neng)(neng)(neng)量(liang)接近磁陀(tuo)星(xing)(xing)可用能(neng)(neng)(neng)量(liang)上限，研究(jiu)團(tuan)隊認為(wei)這(zhe)基本排(pai)除了(le)(le)FRB 121102是由單一磁陀(tuo)星(xing)(xing)產(chan)生的(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)。目前，科學家認為(wei)FRB可能(neng)(neng)(neng)具有多(duo)種起(qi)源。這(zhe)兩(liang)臺(tai)望(wang)(wang)遠鏡(jing)共同(tong)提升了(le)(le)人(ren)類觀(guan)測(ce)(ce)FRB的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，為(wei)天文學家對FRB的(de)(de)進一步研究(jiu)鋪平了(le)(le)道(dao)路(lu)。

入選理由：特效藥為對抗疫情再添利器。

2021年(nian)11月，全球首款(kuan)口服抗(kang)新(xin)(xin)冠病(bing)毒(du)(du)(du)(du)藥(yao)物(wu)molnupiravir在英國(guo)獲批。同月，輝(hui)瑞公司(si)公布了其(qi)開發的(de)口服抗(kang)新(xin)(xin)冠病(bing)毒(du)(du)(du)(du)藥(yao)物(wu)的(de)臨床效果。這(zhe)兩款(kuan)作用(yong)機制不同的(de)藥(yao)物(wu)均能抑制病(bing)毒(du)(du)(du)(du)增殖，極大地降低了患者(zhe)住院和死亡的(de)風(feng)險(xian)。12月8日，安巴(ba)韋(wei)單抗(kang)與(yu)羅米(mi)司(si)韋(wei)單抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯合用(yong)藥(yao)方(fang)案(an)獲得中(zhong)國(guo)國(guo)家藥(yao)品監督管理局應急批準(zhun)，成為我(wo)國(guo)首個(ge)獲批的(de)自(zi)主(zhu)知識產權新(xin)(xin)冠病(bing)毒(du)(du)(du)(du)中(zhong)和抗(kang)體聯合治療方(fang)案(an)。這(zhe)類藥(yao)物(wu)可以通過(guo)阻(zu)止病(bing)毒(du)(du)(du)(du)吸附細胞，阻(zu)斷病(bing)毒(du)(du)(du)(du)增殖。相比“老藥(yao)新(xin)(xin)用(yong)”的(de)方(fang)案(an)，不斷涌現的(de)新(xin)(xin)款(kuan)特(te)效藥(yao)的(de)靶向性(xing)更強、療效更好、安全性(xing)更高，在疫(yi)苗之外，也為抗(kang)擊新(xin)(xin)冠疫(yi)情提供了新(xin)(xin)的(de)希(xi)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，美國索爾(er)克研(yan)究所和(he)昆明理工(gong)大(da)學(xue)等機(ji)構(gou)的(de)(de)科學(xue)家培(pei)(pei)養(yang)出(chu)了(le)首個人(ren)(ren)猴(hou)嵌合體胚(pei)胎。他們將人(ren)(ren)的(de)(de)擴展(zhan)多(duo)能(neng)干(gan)(gan)細胞(bao)注(zhu)入(ru)132個食蟹猴(hou)的(de)(de)早期(qi)(qi)囊胚(pei)內培(pei)(pei)養(yang)，胚(pei)胎最長存活了(le)20天。這項研(yan)究和(he)另一(yi)項將人(ren)(ren)多(duo)能(neng)干(gan)(gan)細胞(bao)和(he)成纖維細胞(bao)轉化成人(ren)(ren)早期(qi)(qi)胚(pei)胎的(de)(de)研(yan)究一(yi)起(qi)(qi)，極大(da)地沖(chong)擊了(le)人(ren)(ren)類(lei)胚(pei)胎體外培(pei)(pei)養(yang)的(de)(de)“14天規則”。相關研(yan)究不僅在(zai)學(xue)術界引起(qi)(qi)了(le)大(da)量討論(lun)，也在(zai)社會上引發了(le)關于科研(yan)倫理規范的(de)(de)激烈討論(lun)。在(zai)經(jing)過(guo)多(duo)輪的(de)(de)商討和(he)權衡后，國際干(gan)(gan)細胞(bao)研(yan)究學(xue)會于5月首次放(fang)寬(kuan)了(le)這一(yi)規則限制，提出(chu)對于培(pei)(pei)養(yang)人(ren)(ren)類(lei)胚(pei)胎超過(guo)2周的(de)(de)研(yan)究需(xu)進行多(duo)輪審核(he)，來決定終止時(shi)間。