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)(tian)(tian)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)(cang)(cang)發射升(sheng)空(kong)并(bing)順(shun)(shun)利抵達軌道，標志著我國“天(tian)(tian)(tian)宮”空(kong)間(jian)(jian)站在(zai)軌組(zu)建工作(zuo)全面(mian)展(zhan)開(kai)。6月(yue)(yue)17日(ri)，神舟(zhou)十(shi)二號(hao)載人飛船將(jiang)3名航天(tian)(tian)(tian)員(yuan)送(song)入“天(tian)(tian)(tian)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)(cang)(cang)，航天(tian)(tian)(tian)員(yuan)隨后開(kai)展(zhan)了3個(ge)月(yue)(yue)的(de)(de)(de)(de)太空(kong)任(ren)(ren)務，并(bing)于9月(yue)(yue)17日(ri)順(shun)(shun)利返(fan)回。10月(yue)(yue)16日(ri)，神舟(zhou)十(shi)三號(hao)載人飛船發射升(sheng)空(kong)，“天(tian)(tian)(tian)和(he)”核(he)心(xin)艙(cang)(cang)(cang)再次迎來3名航天(tian)(tian)(tian)員(yuan)，這是空(kong)間(jian)(jian)站關鍵技術驗(yan)證階段的(de)(de)(de)(de)最(zui)后一(yi)次飛行任(ren)(ren)務。中國空(kong)間(jian)(jian)站預計于2022年年底前(qian)建成，由一(yi)個(ge)核(he)心(xin)艙(cang)(cang)(cang)和(he)兩個(ge)實驗(yan)艙(cang)(cang)(cang)組(zu)成。空(kong)間(jian)(jian)站開(kai)啟(qi)常態化運行后，將(jiang)有3名航天(tian)(tian)(tian)員(yuan)作(zuo)為一(yi)個(ge)乘組(zu)長(chang)期(qi)駐(zhu)留(liu)，定(ding)期(qi)輪換。此外，隨著國際空(kong)間(jian)(jian)站的(de)(de)(de)(de)退役時間(jian)(jian)臨近，中國的(de)(de)(de)(de)“天(tian)(tian)(tian)宮”空(kong)間(jian)(jian)站很有可能(neng)在(zai)未來成為唯一(yi)可用的(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)站。

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)(guo)首次(ci)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)探(tan)測任務“天問(wen)一號(hao)(hao)(hao)”著陸巡(xun)視器攜(xie)帶的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)車“祝融號(hao)(hao)(hao)”安全駛離著陸平(ping)臺，到達火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)烏托邦(bang)平(ping)原(yuan)表面，開始巡(xun)視探(tan)測。這意味著中國(guo)(guo)成(cheng)為了首個一次(ci)完(wan)成(cheng)繞、落、巡(xun)三大(da)任務的(de)(de)國(guo)(guo)家(jia)。美國(guo)(guo)“毅力(li)”號(hao)(hao)(hao)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)車也于2021年(nian)2月直接進(jin)(jin)入火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)大(da)氣層，并成(cheng)功(gong)著陸。4月，在(zai)“毅力(li)”號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)注視下，“機智”號(hao)(hao)(hao)無人(ren)機完(wan)成(cheng)了在(zai)火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)首次(ci)飛(fei)行(xing)。與此同時，阿聯酋的(de)(de)“希望”號(hao)(hao)(hao)探(tan)測器也成(cheng)功(gong)進(jin)(jin)入火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)軌(gui)道(dao)，開始拍攝火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)圖像。3臺火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)探(tan)測器已經紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)抵達目(mu)標(biao)地(di)點并開始正常(chang)工作，未(wei)來它們將(jiang)傳回大(da)量與火(huo)(huo)(huo)星(xing)(xing)相關的(de)(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，美國費米國家(jia)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)室繆子g-2實(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)公布(bu)(bu)，實(shi)(shi)(shi)驗(yan)測到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)繆子磁(ci)矩與理論(lun)預測之(zhi)間存(cun)(cun)在(zai)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)偏差，然而，偶然誤差導致這(zhe)種偏差的(de)(de)(de)(de)(de)概率僅有(you)1/40 000。標準模型(xing)(xing)是目前(qian)描(miao)述基本粒子和基本作(zuo)用(yong)力的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)佳(jia)模型(xing)(xing)，面(mian)對最(zui)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)(guo)，科學(xue)家(jia)不(bu)(bu)得不(bu)(bu)思(si)考(kao)：理論(lun)與實(shi)(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)(guo)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種偏差究竟是源(yuan)自(zi)標準模型(xing)(xing)深層次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)誤差，還是存(cun)(cun)在(zai)標準模型(xing)(xing)之(zhi)外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)力和粒子。在(zai)未來，第二(er)、三次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)數據(ju)會(hui)逐(zhu)步公布(bu)(bu)，修(xiu)正后的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)計算結(jie)果(guo)(guo)也會(hui)逐(zhu)步出爐。如(ru)果(guo)(guo)到(dao)時(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)數據(ju)和理論(lun)值之(zhi)間仍然存(cun)(cun)在(zai)不(bu)(bu)可忽(hu)略(lve)的(de)(de)(de)(de)(de)偏差，那它(ta)很有(you)可能會(hui)動(dong)搖(yao)現代(dai)物理學(xue)大廈(sha)的(de)(de)(de)(de)(de)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(ke)學院的(de)研(yan)究(jiu)團隊宣布，他們從頭(tou)設計了11步反應路徑，利用無(wu)機(ji)催化(hua)劑和生(sheng)物酶，首次(ci)在全球實(shi)現(xian)了從二(er)氧(yang)化(hua)碳到淀(dian)(dian)粉的(de)全合(he)成(cheng)。在自然(ran)(ran)界，植物需(xu)要通(tong)過光合(he)作用把(ba)空氣中的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳轉(zhuan)化(hua)為淀(dian)(dian)粉，這個過程涉及60多步反應，且只有(you)2%左右(you)的(de)能量轉(zhuan)化(hua)效率。這項(xiang)研(yan)究(jiu)不僅能合(he)成(cheng)與天然(ran)(ran)淀(dian)(dian)粉結(jie)構(gou)幾乎(hu)一(yi)致的(de)淀(dian)(dian)粉分子(zi)，還(huan)比天然(ran)(ran)合(he)成(cheng)路徑更高效。它的(de)能量轉(zhuan)化(hua)效率約是(shi)自然(ran)(ran)光合(he)作用的(de)3.5倍，淀(dian)(dian)粉合(he)成(cheng)速率更是(shi)天然(ran)(ran)合(he)成(cheng)的(de)8.5倍。這項(xiang)研(yan)究(jiu)是(shi)從頭(tou)合(he)成(cheng)生(sheng)物大分子(zi)的(de)一(yi)次(ci)里程碑(bei)式(shi)突(tu)破，也是(shi)模仿(fang)甚至超越自然(ran)(ran)合(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(xin)冠病毒(du)(du)德(de)爾塔(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)被世界衛生組織（WHO）列為(wei)“受關切(qie)變異(yi)株(zhu)(zhu)(zhu)”（VOC），目前已擴散到(dao)超過200個國(guo)家和(he)(he)地(di)區(qu)，是全(quan)球(qiu)最流行的新(xin)冠病毒(du)(du)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)。德(de)爾塔(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)病毒(du)(du)載量高、傳播能(neng)力(li)強、潛伏(fu)期(qi)短，能(neng)部分(fen)逃脫抗體的中和(he)(he)反應。此外，全(quan)球(qiu)多款疫苗對德(de)爾塔(ta)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)的保護效(xiao)力(li)均有所下(xia)降。11月初(chu)，奧密(mi)克戎(rong)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)在南非被首(shou)次檢測到(dao)，不到(dao)20天后便(bian)被WHO列為(wei)VOC，截至12月中旬已蔓延到(dao)80多個國(guo)家和(he)(he)地(di)區(qu)。奧密(mi)克戎(rong)毒(du)(du)株(zhu)(zhu)(zhu)刺突(tu)蛋白上存(cun)在多達32處突(tu)變，其中3處可能(neng)增強免疫逃逸能(neng)力(li)。全(quan)球(qiu)抗疫之路仍然充滿挑戰(zhan)。

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(ren)工智能(neng)算法AlphaFold2開(kai)源(yuan)，隨后又與歐洲生(sheng)物(wu)信息學(xue)(xue)研(yan)究(jiu)所合(he)作，公布了這(zhe)套算法精準預(yu)測(ce)(ce)(ce)的人(ren)類(lei)蛋白(bai)組(zu)中98.5%的蛋白(bai)質(zhi)結(jie)(jie)構，以及20種模式生(sheng)物(wu)同等比例的蛋白(bai)質(zhi)結(jie)(jie)構。AlphaFold2預(yu)測(ce)(ce)(ce)的精準度已達到原(yuan)子級別，能(neng)媲美目前最精準的測(ce)(ce)(ce)量儀器(qi)，預(yu)測(ce)(ce)(ce)還將用時從幾個月縮短到幾天(tian)甚至(zhi)數個小時。同月，由華盛(sheng)頓大(da)學(xue)(xue)等機(ji)構研(yan)發(fa)的算法RoseTTAFold開(kai)源(yuan)，它(ta)能(neng)更好地(di)預(yu)測(ce)(ce)(ce)蛋白(bai)質(zhi)復合(he)物(wu)的結(jie)(jie)構。AI蛋白(bai)質(zhi)結(jie)(jie)構預(yu)測(ce)(ce)(ce)算法的爆發(fa)，解決了科學(xue)(xue)界的一個關鍵(jian)難題，拓展了對生(sheng)命基(ji)礎(chu)物(wu)質(zhi)的認知，將極大(da)地(di)推動生(sheng)物(wu)醫藥領(ling)域的發(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26屆聯合國(guo)氣候大會(hui)（COP26）艱難落(luo)下帷幕，197個締約方簽署(shu)了(le)《格拉斯哥(ge)氣候公(gong)約》，使《巴黎協定》“全球(qiu)平均氣溫升幅(fu)控(kong)制在1.5℃之內”的目標有(you)可能(neng)實現。盡管未(wei)能(neng)將“1.5℃”的目標寫入公(gong)約，但與會(hui)的世界各(ge)國(guo)代表終于(yu)就《巴黎協定》第6條實施(shi)細則達(da)成共識，并(bing)承諾結束森林(lin)砍伐、逐漸(jian)減少(shao)煤炭使用等。會(hui)前，中國(guo)向(xiang)世界做出了(le)“力爭(zheng)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)排(pai)放于(yu)2030年(nian)前達(da)到峰值(zhi)，2060年(nian)前實現碳(tan)(tan)中和”的承諾。邁向(xiang)綠色(se)低(di)碳(tan)(tan)的行動不僅有(you)助于(yu)地(di)球(qiu)免遭災(zai)難性氣候變化(hua)的重擊，還為(wei)國(guo)內新能(neng)源產業(ye)等綠色(se)產業(ye)的發展提供了(le)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，加拿大CHIME射(she)電望遠鏡(jing)(jing)公布(bu)了(le)536次新發現的(de)(de)(de)快速(su)射(she)電暴（FRB）。2021年10月13日，中國天眼(yan)（FAST）宣布(bu)從重復源FRB 121102觀(guan)(guan)測到(dao)了(le)1652次FRB。兩(liang)臺望遠鏡(jing)(jing)將人(ren)類(lei)觀(guan)(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)FRB數量(liang)從200余次提升(sheng)到(dao)2000多次。2020年，包括我國慧眼(yan)衛星在內(nei)的(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測表明，FRB很可能(neng)起(qi)源于磁陀星。但此次FAST觀(guan)(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)FRB不(bu)具(ju)周期性，且(qie)總能(neng)量(liang)接(jie)近磁陀星可用(yong)能(neng)量(liang)上限，研究團隊認為(wei)這(zhe)基本排除了(le)FRB 121102是(shi)由(you)單一磁陀星產(chan)生的(de)(de)(de)可能(neng)。目前，科學(xue)家(jia)認為(wei)FRB可能(neng)具(ju)有多種(zhong)起(qi)源。這(zhe)兩(liang)臺望遠鏡(jing)(jing)共(gong)同(tong)提升(sheng)了(le)人(ren)類(lei)觀(guan)(guan)測FRB的(de)(de)(de)能(neng)力(li)，為(wei)天文學(xue)家(jia)對FRB的(de)(de)(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，全球首款(kuan)口(kou)服(fu)抗(kang)新(xin)冠(guan)病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)藥(yao)(yao)物(wu)molnupiravir在英國(guo)(guo)獲批(pi)。同(tong)月，輝瑞公(gong)司公(gong)布了其開發的(de)(de)(de)口(kou)服(fu)抗(kang)新(xin)冠(guan)病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)(de)臨床效果。這(zhe)兩款(kuan)作用(yong)機制不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)藥(yao)(yao)物(wu)均(jun)能(neng)抑制病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)增殖，極大(da)地(di)降低了患者住院(yuan)和死亡的(de)(de)(de)風險。12月8日(ri)，安巴韋單抗(kang)與羅米司韋單抗(kang)（BRII-196/BRII-198）聯(lian)(lian)合(he)用(yong)藥(yao)(yao)方案(an)獲得中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家(jia)藥(yao)(yao)品監督管理(li)局應急批(pi)準，成為(wei)我國(guo)(guo)首個獲批(pi)的(de)(de)(de)自主(zhu)知(zhi)識產權新(xin)冠(guan)病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)中(zhong)和抗(kang)體(ti)聯(lian)(lian)合(he)治療方案(an)。這(zhe)類藥(yao)(yao)物(wu)可以通過阻(zu)止病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)吸附細胞，阻(zu)斷病(bing)(bing)毒(du)(du)(du)(du)增殖。相比“老藥(yao)(yao)新(xin)用(yong)”的(de)(de)(de)方案(an)，不(bu)斷涌(yong)現的(de)(de)(de)新(xin)款(kuan)特(te)效藥(yao)(yao)的(de)(de)(de)靶(ba)向性(xing)更(geng)(geng)強、療效更(geng)(geng)好(hao)、安全性(xing)更(geng)(geng)高，在疫苗之外(wai)，也為(wei)抗(kang)擊新(xin)冠(guan)疫情提供(gong)了新(xin)的(de)(de)(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(mei)國索爾克(ke)研(yan)究(jiu)(jiu)所和(he)(he)昆明理(li)工大(da)(da)學(xue)(xue)等(deng)機構的(de)(de)科學(xue)(xue)家培(pei)養出了(le)首(shou)個人(ren)(ren)猴(hou)嵌合體胚(pei)胎(tai)(tai)。他們將(jiang)人(ren)(ren)的(de)(de)擴展多能(neng)干(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)注入132個食蟹猴(hou)的(de)(de)早期囊胚(pei)內培(pei)養，胚(pei)胎(tai)(tai)最長存活(huo)了(le)20天。這項研(yan)究(jiu)(jiu)和(he)(he)另一項將(jiang)人(ren)(ren)多能(neng)干(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)和(he)(he)成(cheng)(cheng)纖維(wei)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)轉化成(cheng)(cheng)人(ren)(ren)早期胚(pei)胎(tai)(tai)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)一起，極大(da)(da)地沖擊了(le)人(ren)(ren)類(lei)(lei)胚(pei)胎(tai)(tai)體外(wai)培(pei)養的(de)(de)“14天規則(ze)”。相(xiang)關研(yan)究(jiu)(jiu)不僅在(zai)(zai)學(xue)(xue)術界引起了(le)大(da)(da)量討論(lun)，也在(zai)(zai)社會上引發(fa)了(le)關于科研(yan)倫理(li)規范(fan)的(de)(de)激(ji)烈(lie)討論(lun)。在(zai)(zai)經過多輪(lun)的(de)(de)商討和(he)(he)權(quan)衡后(hou)，國際干(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)研(yan)究(jiu)(jiu)學(xue)(xue)會于5月(yue)首(shou)次放寬了(le)這一規則(ze)限(xian)制，提出對于培(pei)養人(ren)(ren)類(lei)(lei)胚(pei)胎(tai)(tai)超過2周的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)需進行多輪(lun)審核(he)，來決定終止時(shi)間。