中国火星探测任务总设计师张荣桥入选《自然》年度十大人物，被称为“火星探索者”。《自然》本周公布了2021年度十大人物榜单——这一榜单旨在选出十位在这一年重大科学事件中占有一席之地的人物。榜单称中国国家航天局的火星探测任务总设计师张荣桥为“火星探索者”（Mars explorer），他带领团队在国际上首次一次性完成“绕”、“落”、“巡”三大任务，并且使中国成为第二个在火星表面软着陆的国家。
除此之外，上榜人物和理由还有：南非夸祖鲁-纳塔尔研究创新与测序平台主任图略·德奥利韦拉（Tulio de Oliveira）和团队拉响了奥密克戎变异株的警报；联合国艾滋病联合规划署（UNAIDS）主任温妮·比扬伊马（Winnie Byanyima）推动了关于“疫苗公平”的对话；英国卫生安全局的流行病学家米根·考尔（Meaghan Kall）帮助传播关于新冠肺炎的关键信息；美国食品药品监督管理局（FDA）代理局长珍妮特·伍德科克（Janet Woodcock）带领FDA度过了风波不断的一年；伦敦格兰瑟姆气候变化与环境研究所的气候科学家弗里德里克·奥托（Friederike Otto）与其他研究人员合作，快速评估了气候变化在引发特定极端天气方面的作用；前联合国原住民人权特别报告员、目前在菲律宾工作的维多利亚·陶利-科尔普兹（Victoria Tauli-Corpuz）和其他活动人士让全球各国在承认原住民群体对于保护生物多样性和预防全球变暖的重要性上迈出了实质性步伐；人工智能（AI）研究员约翰·江珀（John Jumper）和他在伦敦DeepMind的同事公开了AlphaFold的代码；AI研究员蒂姆尼特·格布（Timnit Gebru）研究如何以更合乎伦理的方式开发AI系统；计算机科学家纪尧姆·卡巴纳（Guillaume Cabana）揭露了数以千计充斥着软件生成的无意义文字的造假论文。
化学污染物在进入大气后毒性会更强。有害化学物质的使用一直受到各国家和国际要求的约束。然而，对这类化学物质的监管通常基于我们对源化学物质的认识，但忽视了它们在大气中反应产物的潜在影响。近日，《自然》发表的一项研究显示，工业化学品在大气中反应的产物可能比其源物质的毒性更强。
研究者结合了实验室实验、田野实验、可疑化学物监测和建模的方法，开发了一套气载化学物质风险评估框架，这个框架考虑了化学物质在大气中的反应产物。研究者随后用该框架评估了使用广泛的有机磷酸酯阻燃剂。他们发现，综合来说，这种物质在大气中反应后的产物比源化学物质毒性更强，在大气中存在的时间也更久。该研究强调，在18座特大城市的大气中都发现了反应后的污染物，这可能会给约42亿人带来未知的暴露风险。
钻石瑕疵可存储量子信息，助力搭建量子互联网。钻石由碳原子组成，当一些碳原子被氮或其他元素取代时，钻石就有了杂质。这样的杂质可以被科学家操控，并当作量子位来使用，有望为量子计算机的数据存储提供帮助。只是，此前科学家是通过磁场控制钻石的这些瑕疵，这与现有量子设备不兼容。而如今，在一项发表于《通讯·物理学》的研究中，科学家开发了一种新的控制方法，能把钻石瑕疵直接转变为量子设备。
据研究者介绍，光子是一种量子通信介质，为了实现量子互联网，就需要量子接口来产生光子的远程量子纠缠。研究团队成功利用微波和光波的偏振，制造了量子纠缠。量子力学中，光子的自旋性质（即左旋或右旋），决定了偏振波如何移动，因此它是可预测的也是可控的。
重要的是，研究人员提到，在非磁场中利用这种性质来制造纠缠，获得的连接在其他变量面前表现得更稳定：偏振的几何性质，能帮助人们制造出能抵御噪声和时间误差的远程量子纠缠。研究团队的终极目标是建立起量子互联网；而量子互联网的实现，有机会让量子密码学、分布式量子计算，以及1000千米以上的长距离量子传感成为可能。
病毒如何促进免疫细胞恶变。
人类嗜T细胞病毒-1（HTLV-1）会特异性地感染T细胞，感染者多呈无病毒复制、无症状的携带状态，但其中约5%的感染者经过几十年潜伏期后，体内的T细胞会发生恶变，最终发展为成人T细胞白血病/淋巴瘤（ATL）。由于病程极长，HTLV-1感染后T细胞的恶变过程一直难以阐明。近日，发表在《临床研究杂志》的一项研究发现，HTLV-1可操控T细胞的代谢活动，逐渐使其恶变。
研究者从未感染者、健康的病毒携带者和ATL患者体内采集了87000余个T细胞。经单细胞RNA测序和T细胞受体测序，他们发现ATL患者体内的HTLV-1使被感染的T细胞持续过度激活，产生大量增殖和免疫逃逸相关蛋白质。这些变化使T细胞更容易受到由化学物质或辐射等因素导致的DNA损伤，加速恶变的进程。目前，急进型、高分级ALT尚无成熟的治疗方案，化疗和抗病毒治疗后复发率较高。
研究者认为，深入研究这一恶变过程有助于开发新疗法，例如阻断可激活T细胞的信号通路，或靶向促进已激活的T细胞增殖的蛋白质，从而阻断恶变进程。
南极冰层易受气候变暖的影响。大约在1800万~1600万年前的中新世，南极冰盖连续经历了温暖和寒冷的时期，这造成了全球海平面的变化。过去认为这一阶段海平面上升主要被认为是较大的东南极冰盖（EAIS）融化的结果，而较小的西南极冰盖（WAIS）对此影响不大。
然而，近日发表在《自然》上的一项研究显示，在中新世较寒冷的时期，WAIS的范围比过去所认为的更广，这表明它对海平面上升的贡献比想象中的要大。研究人员分析了南极洲罗斯海的深海沉积物，发现在中新世最寒冷的时期，WAIS发生了大规模扩张。过去的预测模型提出，WAIS非常容易受到气候变化的影响，而本研究发现的WAIS在中新世寒冷和温暖时期剧烈的扩张和收缩也证实了这一预测。
研究者表示，这有助于预测WAIS对未来气候变暖的反应。
首次在极低磁场下观测到奇异分数量子态。具有分数量子态的陈氏绝缘体（fractional Chern insulators）具有中间不导电，而表面和边缘导电的奇特性质，内部具有因复杂电子相互作用形成的准粒子，是研究奇异粒子的理想材料。
最近，研究人员首次在双层石墨烯中观察到了极低磁场下的奇异分数量子态，在非极端条件下观察到了奇异粒子，相关结果发表在《自然》上。为了构建这种特殊的绝缘体，研究人员将两片石墨烯扭转在一起，构造了魔角扭转双层石墨烯。它能够在零磁场下内置功能拓扑单元，其中的每个电子都面对一个与其特定动量相关的磁场，实现了分数化的奇异量子态，从而导致了奇异粒子和特殊导电性的产生。
扭曲的双层石墨烯具有重要的研究价值，而分数陈氏绝缘体的发现是该领域中最重要的进展之一，它提供了将这些奇异状态与超导性耦合的前景，使更多奇异拓扑准粒子的产生和控制成为可能。
詹姆斯·韦伯空间望远镜发射时间计划再度推迟。12月11日，詹姆斯·韦伯太空望远镜被固定到阿丽亚娜5号运载火箭顶部。
美国航空航天局（NASA）在当地时间12月14日宣布，原定于今年12月22日发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜，将推迟至不早于12月24日发射。科学家团队正在解决天文台和运载火箭系统之间的通信问题。该望远镜计划的上一次推迟发生于今年的11月22日，因为望远镜与运载火箭间的一条夹带突然断开，发射日期由12月18日推迟到了12月22日。
詹姆斯·韦伯望远镜被视为哈勃空间望远镜的继任者，原计划于2007年发射升空，但发射时间已推迟数十次，耗资也达到了约100亿美元，是人类迄今建造的最贵的望远镜。
新冠疫情。截至北京时间12月16日9时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例272144402例，死亡病例5329000例。
根据国家卫生健康委员会官方网站的消息，12月15日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例77例。
其中境外输入病例8例（福建3例，上海2例，湖北1例，云南1例，陕西1例）；本土病例69例（浙江56例，其中绍兴市48例、宁波市5例、杭州市3例；广东6例，均在东莞市；陕西4例，均在西安市；内蒙古2例，均在呼伦贝尔市；安徽1例，在宿州市），含2例由无症状感染者转为确诊病例（均在广东）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。
31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者20例，其中境外输入19例，本土1例（在广东广州市）；当日转为确诊病例2例（无境外输入）；当日解除医学观察11例（境外输入9例）；尚在医学观察的无症状感染者459例（境外输入414例）。截至2021年12月14日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗263020.4万剂次。