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20世纪90年代，人类在空间、生物、信息等高新技术领域取得了重大成就。在此基础上，21世纪头10年中，航天技术发展迅猛，发射了火星、土星探测器；人类基因组框架图、差异图等相继完成，胚胎干细胞研究取得新进展，人造生命展现雏形；超级计算机10年来从十万亿次发展到千万亿次数量级，量子计算机和生物计算机的研究也取得新进展；欧洲大型强子对撞机正式启动；微型纳米电动机问世。中国则实现了载人航天，启动了登月工程，建设了青藏铁路，实施了新一代互联网工程，研制成功千万亿次超级计算机，达到世界先进水平。
2000年
人类基因组“工作框架图”绘制完成
2000年6月26日，参与人类基因组计划的美、日、法、德、英、中六国宣布人类基因组“工作框架图”绘制完成。人类基因组遗传密码的基本破译，昭示着人类对自身的了解迈入了一个新的阶段。
人类基因组约含6万到10万个基因，由约30亿个碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。1999年9月，中国加入这一研究计划，负责测定人类基因组全部序列的1%，也就是3号染色体上的3千万个碱基对，中国因此成为参与这一研究计划的唯一发展中国家。
美研制出最先进的量子计算机和生物计算机
2000年8月15日，美国国际商用机器公司、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出了世界上最先进的量子计算机，并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。使用数百个串接原子组成的量子计算机可以同时进行几十亿次运算。
生物计算机又称仿生计算机。以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿分之一。
克隆和干细胞研究取得进展
科学家克隆成功了最难克隆的动物之一：猪，还克隆出了白肢野牛，这对于挽救濒危动物具有重要意义。在干细胞研究领域，科学家在老鼠和人类移植受体中发现身体某些部位的成年细胞能够转化成其他类型的细胞。
国际空间站迎来第一批长住宇航员
格林威治时间2000年10月31日7时52分，一枚“联盟号”火箭从拜科努尔航天发射中心1号发射台升空，把载有国际空间站首批长住宇航员的“联盟TM31号”宇宙飞船送入太空，从而拉开了人类在国际空间站上长期定居的序幕。参加这次飞行的宇航员共有3名，他们分别是美国宇航员威廉·谢泼德以及俄罗斯宇航员尤里·吉德津科和谢尔盖·克里卡廖夫，其中谢泼德是这个“国际空间站第一国际混合考察组”的组长（站上指令长），吉德津科是飞船的飞行指令长（也是驾驶员），克里卡廖夫是随船工程师。
塑料电子学取得进展
导电塑料成为许多使用有机分子的技术成果的基础，而发现导电塑料的三位科学家则获得了当年的诺贝尔化学奖。2000年的主要进展，一是科学家设计出了包含几百个有机计算机芯片的柔韧塑料，这种材料可用于平板显示器、电子标签；二是有机激光，一种有机分子被电流激活后可以发光。
“近地小行星约会”探测器进入“爱神”小行星的轨道
美国“近地小行星约会”探测器于2000年2月14日进入“爱神”小行星的轨道。科学家希望对“爱神”的探测能增强他们对小行星的了解，并找到对付可能威胁地球安全的小行星的方法。
美国科学家发现存活2.5亿年的细菌
美国科学家从远古时代形成的盐晶体中发现了活细菌，据推测它们已经以类似于休眠的“滞生”方式存活了2.5亿年，是迄今发现的地球生命中最老的“寿星”。这些盐晶体样本是从美国新墨西哥州东南部的一个地下洞窟中钻探得到的，埋藏于地下约600米处。晶体中含有非常小的盐水囊，细菌就生活在其中。科学家将细菌从晶体里取出，放入营养液中，细菌很快就“苏醒”过来并开始生长。
美开发出12万亿次超级计算机
美国国际商用机器公司2000年宣布，研制出世界上运算速度最快的超级计算机，每秒运算速度达12.3万亿次，在超级计算机发展史上首次突破每秒10万亿次大关。这种超级计算机配有8192个铜微处理器，具有6万亿字节的存储能力，耗资11亿美元。整部机器有两个篮球场大，需用28辆大卡车才能分装运走。
法国实施基因疗法首获成功
2000年4月28日出版的美国《科学》周刊报道，法国阿兰·菲舍尔及其同事用基因疗法，治愈了３名患有严重综合型免疫缺损症的婴儿。据称，这是基因疗法研究开展近10年来科学家取得的首次成功。综合型免疫缺损症是一种严重的遗传性疾病，患这种病的婴儿无法产生健全的免疫系统。若不接受治疗，他们就必须生活在无菌玻璃罩中，否则将因无力抵抗细菌侵袭而死亡。针对这种疾病的另一疗法是骨髓移植，但成功率不高。
科学家发现τ子中微子存在的直接证据
2000年7月21日，美国费米国家实验室宣布，首次发现了表明τ子（陶子）中微子存在的直接证据。至此，粒子物理学标准模型中的12种基本粒子已全部被直接探测到。发现τ子中微子存在的直接证据具有重要意义，它使得科学家对物质基本粒子有了完整的认识。
按照粒子物理学标准模型，物质由12种基本粒子构成，它们包括６种夸克和６种轻子。夸克包括下、上、奇异、粲、底、顶６种。轻子则包括电子、电子中微子、μ子（缪子）、μ子中微子、τ子（陶子）和τ子中微子。
科学家制造出直径0.4纳米的碳纳米管
2000年11月8日，日本电气公司和香港科技大学的科学家分别用不同技术制造出了直径仅0.4纳米的碳纳米管。据称，这可能是迄今世界上造出的最小的稳定碳纳米管，也是理论上可能最小的碳纳米管。碳纳米管是由碳原子按一定规则排列形成的空心笼状管式结构，其直径不超过几十纳米（一纳米为十亿分之一米）。它具有特殊的电学和力学性质，例如导电性强、韧度高等，是一种用途广泛的新材料。 艾滋病研究取得重要突破
2000年1月9日出版的《科学》杂志报道，默克公司的科学家宣布，他们在实验室中发现了两种能遏制整合酶活动的物质。这两种物质是名为二酮酸抑制剂的化合物家族成员，试验表明，它们能阻止艾滋病病毒遗传物质与人体白细胞遗传物质相结合。默克公司科学家的研究表明，他们新发现的两种物质在和现有药物相结合时，能更有效遏制艾滋病病毒繁殖。
我国超级杂交稻研究取得重大成果
袁隆平院士主持的“超级杂交稻选育研究”，由江苏省农科院和国家杂交水稻工程研究中心合作选育的超级杂交稻先锋组合“两优培九”，获得大面积推广，经专家验收，实收亩产超过700公斤，这一成果对保障21世纪我国粮食安全具有重要意义。
我国在世界上率先破译对虾病毒遗传密码
国家海洋局三所和上海基康生物技术公司等单位的科学家成功测定了虾病“祸首”——白斑杆状病毒基因组的全部序列，从而在世界上率先破译了虾病病毒遗传密码。
中国科学家首次观测纳米金属材料室温下的超塑延展性
2000年，中科院金属所在世界上首次观察到纳米金属材料室温下的超塑延展性。卢柯领导的科研小组利用新的制备工艺，合成出大量高密度、高纯度的纳米铜，在室温下可变形达50多倍而没有出现裂纹。国际权威科学家认为，这项工作是该领域的一次突破。
2001年
纳米技术领域获得多项重大成果
继在2000年开发出一批纳米级装置后，科学家在2001年再进一步将这些纳米装置连接成为可以工作的电路，这包括纳米导线，以纳米碳管和纳米导线为基础的逻辑电路，以及只使用一个分子晶体管的可计算电路。分子水平计算技术的飞跃有可能为未来诞生极微小但极快速的分子计算机铺平道路。
科学家发现RNA（核糖核酸）多才多艺
RNA不仅是遗传物质的信使，还能执行科学家没有料到的其他工作。例如，科学家2000年发现一些RNA小片段能够使植物基因处于关闭状态，2001年又在老鼠和人身上发现了类似的“RNA干扰”现象。细胞生物学家还发现信使RNA是如何拼接在一起的，而信使RNA是DNA信息和蛋白质信息之间的生化连接。
太阳中微子的失踪之谜被揭示
30年前，科学家计算出了从太阳流失的电子中微子的数量，但实际探测到的中微子的数量小于计算值。2001年，加拿大萨德·伯里中微子观测站的科学家证实了早先一些实验得出的假设：中微子事实上没有失踪，只是在离开太阳后转化成了缪子和陶子，由此躲过了科学家的探测。
两项超导发现将超导温度推向更高水平
两项超导发现将超导温度推向更高水平，科学家在实现室温零电阻电流的道路上又迈进一步。日本科学家发现二硼化镁在零下234摄氏度成为超导材料，超过了此前金属化合物创下的超导温度。二硼化镁的优点是成本低廉，加工容易。美国科学家将氯仿和溴仿掺入碳60分子，使碳60分子的超导临界温度从零下221摄氏度上升到了零下156摄氏度。
发育中的神经系统新发现
科学家在发育中的神经系统里发现了分子信号如何诱导和压制神经轴突的生长，这将有助于科学家找到修复受损成年神经的方法。
新的抗癌药物特效“智能炸弹”出现
一种新的抗癌药物，特效“智能炸弹”出现，专门对付致癌的明确生化缺陷。2001年，美国食品和药物管理局批准了“格里维克”的上市，该药能抑制与某种白血病有关的缺陷酶。
玻色－爱因斯坦理论取得进展
2001年的诺贝尔物理学奖授予了发现“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”的三位学者，美国科罗拉多大学教授埃克·康奈尔（Eric A.Cornell）、美国麻省理工学院教授沃尔夫冈·克特勒（Wolfgang Ketterle）和美国科罗拉多大学教授卡尔·维曼（Carl E.Wleman）。凝聚态研究继续前进：两个法国研究小组首次制造出氦原子的玻色－爱因斯坦凝聚态，锂、钾的凝聚态也在同年获得。
人类是全球变暖的原因
2001年，国际气候变化专家调查组首次正式表明，过去50年中的全球变暖现象很可能是由大气中的温室气体聚集造成的，全球变暖的原因是人类而非自然。
确定二氧化碳沉降
美国是世界上最大的温室气体制造国，但其二氧化碳等温室气体出现了沉降现象，即大气中的二氧化碳大幅减少。美国研究员在沉降程度问题上曾有分歧，但美国两个意见相左的科研小组2001年修改了他们的预测，就沉降程度达成一致：二氧化碳沉降吸收了美国当前温室气体排放量的约三分之一，但沉降在今后百年中将可能放慢。
2002年
科学家首次大批量制造反物质
欧洲核子研究中心已成功制造出约５万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质，这对准确比较物质与反物质的差别、解答宇宙构成等问题有重要意义。科学家首次成功地对反物质原子的内部结构和物理特性进行了研究，朝弄清物质与反物质的差别、进而验证物理学基本理论迈出关键一步。
科学家破译老鼠基因组
来自英、美、德等国的上百位科学家2002年12月5日在英国《自然》杂志上联合宣布，成功破译了老鼠的基因组。人类与老鼠共享着80％的遗传物质和99％的基因，因此了解老鼠非常有助于了解人类自身。新的基因组草图显示，老鼠的20对染色体上共有约25亿个碱基对，与人类23对染色体上的29亿个碱基对相当接近。DNA链上基因与基因之间的“空白”片断也非常相似。两个物种的基因数目大约都是３万个，其中绝大部分相同，只有几百个基因是某一物种独有的。
科学家观察到引力场中的量子效应
一个国际合作的研究小组在2002年1月17日出版的英国《自然》杂志上，报告了他们对于地球重力场量子化的观测结果。他们让冷却到非常接近绝对零度的中子在重力场中运动，同时用一个探测器观测中子的下落。结果他们发现，中子的下落过程不是连续的，而是从一个位置“跳”到了另外一个位置，这一过程与理论的预测相符合，从而实际观测到了引力场的量子效应。 日美中科学家发现核反应堆中微子消失现象
2002年12月6日，日、美、中三国的科学家同时宣布他们发现了核反应堆中微子消失的现象，这意味着反应堆产生的中微子发生了振荡，变成了另外一种没有被探测到的中微子，从而确认了太阳中微子发生了振荡，并确定中微子振荡的关键参数。这是首次在人工中微子源中发现中微子消失。
德科学家实现铷原子气体超流体态与绝缘态可逆转换
德国慕尼黑大学和马普学会量子光学研究所的物理学家们在激光束构筑的三维能量点阵中，通过改变激光能量，成功地实现了玻色－爱因斯坦凝聚态下铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换。这一成果发表在《自然》杂志上并获得高度评价，科学家认为该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
天文学家发现最远星系团
一个由法国、荷兰、德国和美国科学家组成的研究小组，在位于智利北部巴拉那尔山的欧洲南方天文台，利用特大天文望远镜VLT发现了一个远在135亿光年的正在形成的星系团，这是迄今人类发现的最远的星系团。这一发现有助于人类了解星系团以及星系群等宇宙最初大型结构的形成方式。
德科学家在纳米层次上实现光能和机械能转换
德国科学家发现一种单分子聚合物，在光照条件下可引起其纳米尺度的链式结构长度发生变化，即在纳米层次上实现将光能转化为机械能。科学家认为，这是人类首次在纳米层次上将光能转化成动能，使未来纳米机器找到简便可控的动力成为可能。
科学家研究证实遗传信息复制是生物进化的动力
法国国家卫生与医学研究所科学家与日本同行最新合作研究发现，人类基因组中留有无脊椎动物基因复制的痕迹，这表明人类等复杂动物基因组的某些部分是远古生物遗传信息复制的结果。法国科学家称，这是科学界首次用事实根据证明遗传信息复制是生物进化的动力。
美科学家研制出原子级纳米晶体管
美国康奈尔大学和哈佛大学的科学家用单个原子或分子装配纳米机器的研究取得了新进展，他们成功地将大小相当于单个分子的原子团结构置于相距仅１纳米的电极之间，由原子团“包裹”的单个过渡族金属原子传送电流，或者使电流中断，这一特性相当于晶体二极管。
德科学家使用高频激光打开“细胞之门”
德国科学家找到了一种转基因操作新方法。在实验中，科学家使用高频（脉冲间隔为千万亿分之一秒）、高强度、几近红外的激光脉冲，分别对两种实验动物的卵巢细胞和肾脏细胞进行“连珠炮”式的“轰击”，致使细胞膜上出现了一个孔径极小的孔，顺利地移植入目标物质。在此之后，细胞自身的生长帮助细胞膜上的这个小孔再度“关闭”，使细胞结构恢复正常。
哥伦比亚号对哈勃太空望远镜进行第四次维护
对哈勃太空望远镜第四次维护任务由哥伦比亚号在2002年3月的STS-109航次执行，用先进巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC），更换了新的冷却系统和太阳能板。哈勃的配电系统也被更新了，这是哈勃空间望远镜升空之后，首度能完全地应用所获得的电力。
韦伯空间望远镜
詹姆斯·韦伯空间望远镜是红外空间观测站，研究人员计划用它取代哈勃望远镜，用以探索远超过目前仪器可观测到的宇宙中最远的对象。它由NASA带头，与欧洲航天局和加拿大航天局合作。曾用名为NGST，在2002年更名。预定的望远镜的发射计划不早于2014年6月，将由Ariane5号火箭发送。
中国科学家为揭开水稻遗传奥秘做出重要贡献
中科院基因组信息学中心等单位完成的水稻基因组精细图，覆盖了籼稻97％的基因序列，其中97％的基因被精确地定位在染色体上；覆盖基因组94％ 染色体定位序列的单碱基准确性达99.99％，已达到国际公认的基因精细图标准。中科院国家基因研究中心等单位完成了国际水稻基因组计划第四号染色体精确测序图，为人类最终揭开水稻遗传奥秘做出了重要贡献。
中国发现首个世界级大气田
科技部、中国石油天然气股份有限公司等2002年5月22日宣布，经过两年多的勘探，在内蒙古伊克昭盟发现的苏里格大气田又传来令人振奋的消息：天然气探明地质储量达到6025.27亿立方米，相当于一个储量６亿吨的特大油田，不仅是我国现在规模最大的天然气田，也是我国第一个世界级储量的大气田。苏里格气田处于鄂尔多斯盆地，具有含气面积大、储量丰富、气层物质好、单井产量高等特点。
2003年
科学家研制出世界最小的纳米电动机
美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家用碳纳米管研制的电动机，直径约为500纳米，比头发丝还要小300倍，能够在电压驱动下转动。电动机的旋转叶片是一片金叶，长度不到300纳米，叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上。这种纳米电动机容易驱动、运动灵活，对温度和化学条件要求宽松，甚至在真空里也能运转，因此有着很大的应用潜力。
世界卫生组织正式确认“非典”病原体
自从世界卫生组织2003年3月12日向全球发出“非典”警报后，中国、德国、加拿大、法国、美国、中国香港、日本、荷兰、英国和新加坡10个国家和地区的13个实验室的专家潜心研究并同世界卫生组织合作，正式确认冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体。科学家还完成了“非典”病毒基因组测序，为“非典”诊断和防治奠定了重要基础。
多国科学家相继破译人类第十四号、七号、六号和Y染色体
科学家完成了第十四号染色体上8000多万个碱基对测序和所有基因破译，共发现大约1000个基因，准确率达99.9%；对七号染色体上约1.53亿个碱基对进行测序，发现了1150个基因，测序精度超过99.99%；对六号染色体超过1.66亿个碱基对进行测序，发现2199个基因；基因测序发现，Y染色体包含着约78个编码蛋白质的基因，更重要的是，Y染色体内部存在一些“回文结构”，有修复基因的作用。
科学家首次测出引力速度
在一项有关宇宙理论的重要实验中，科学家第一次测量出引力移动的速度。牛顿认为引力是瞬时速度，爱因斯坦则推测引力是以光速移动的。这次实验再次证实了爱因斯坦的理论是正确的。科学家确信引力传播的速度与光速相等。
2000年
人类基因组“工作框架图”绘制完成
2000年6月26日，参与人类基因组计划的美、日、法、德、英、中六国宣布人类基因组“工作框架图”绘制完成。人类基因组遗传密码的基本破译，昭示着人类对自身的了解迈入了一个新的阶段。
人类基因组约含6万到10万个基因，由约30亿个碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。1999年9月，中国加入这一研究计划，负责测定人类基因组全部序列的1%，也就是3号染色体上的3千万个碱基对，中国因此成为参与这一研究计划的唯一发展中国家。
美研制出最先进的量子计算机和生物计算机
2000年8月15日，美国国际商用机器公司、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出了世界上最先进的量子计算机，并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。使用数百个串接原子组成的量子计算机可以同时进行几十亿次运算。
生物计算机又称仿生计算机。以生物芯片取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿分之一。
克隆和干细胞研究取得进展
科学家克隆成功了最难克隆的动物之一：猪，还克隆出了白肢野牛，这对于挽救濒危动物具有重要意义。在干细胞研究领域，科学家在老鼠和人类移植受体中发现身体某些部位的成年细胞能够转化成其他类型的细胞。
国际空间站迎来第一批长住宇航员
格林威治时间2000年10月31日7时52分，一枚“联盟号”火箭从拜科努尔航天发射中心1号发射台升空，把载有国际空间站首批长住宇航员的“联盟TM31号”宇宙飞船送入太空，从而拉开了人类在国际空间站上长期定居的序幕。参加这次飞行的宇航员共有3名，他们分别是美国宇航员威廉·谢泼德以及俄罗斯宇航员尤里·吉德津科和谢尔盖·克里卡廖夫，其中谢泼德是这个“国际空间站第一国际混合考察组”的组长（站上指令长），吉德津科是飞船的飞行指令长（也是驾驶员），克里卡廖夫是随船工程师。
塑料电子学取得进展
导电塑料成为许多使用有机分子的技术成果的基础，而发现导电塑料的三位科学家则获得了当年的诺贝尔化学奖。2000年的主要进展，一是科学家设计出了包含几百个有机计算机芯片的柔韧塑料，这种材料可用于平板显示器、电子标签；二是有机激光，一种有机分子被电流激活后可以发光。
“近地小行星约会”探测器进入“爱神”小行星的轨道
美国“近地小行星约会”探测器于2000年2月14日进入“爱神”小行星的轨道。科学家希望对“爱神”的探测能增强他们对小行星的了解，并找到对付可能威胁地球安全的小行星的方法。
美国科学家发现存活2.5亿年的细菌
美国科学家从远古时代形成的盐晶体中发现了活细菌，据推测它们已经以类似于休眠的“滞生”方式存活了2.5亿年，是迄今发现的地球生命中最老的“寿星”。这些盐晶体样本是从美国新墨西哥州东南部的一个地下洞窟中钻探得到的，埋藏于地下约600米处。晶体中含有非常小的盐水囊，细菌就生活在其中。科学家将细菌从晶体里取出，放入营养液中，细菌很快就“苏醒”过来并开始生长。
美开发出12万亿次超级计算机
美国国际商用机器公司2000年宣布，研制出世界上运算速度最快的超级计算机，每秒运算速度达12.3万亿次，在超级计算机发展史上首次突破每秒10万亿次大关。这种超级计算机配有8192个铜微处理器，具有6万亿字节的存储能力，耗资11亿美元。整部机器有两个篮球场大，需用28辆大卡车才能分装运走。
法国实施基因疗法首获成功
2000年4月28日出版的美国《科学》周刊报道，法国阿兰·菲舍尔及其同事用基因疗法，治愈了３名患有严重综合型免疫缺损症的婴儿。据称，这是基因疗法研究开展近10年来科学家取得的首次成功。综合型免疫缺损症是一种严重的遗传性疾病，患这种病的婴儿无法产生健全的免疫系统。若不接受治疗，他们就必须生活在无菌玻璃罩中，否则将因无力抵抗细菌侵袭而死亡。针对这种疾病的另一疗法是骨髓移植，但成功率不高。
科学家发现τ子中微子存在的直接证据
2000年7月21日，美国费米国家实验室宣布，首次发现了表明τ子（陶子）中微子存在的直接证据。至此，粒子物理学标准模型中的12种基本粒子已全部被直接探测到。发现τ子中微子存在的直接证据具有重要意义，它使得科学家对物质基本粒子有了完整的认识。
按照粒子物理学标准模型，物质由12种基本粒子构成，它们包括６种夸克和６种轻子。夸克包括下、上、奇异、粲、底、顶６种。轻子则包括电子、电子中微子、μ子（缪子）、μ子中微子、τ子（陶子）和τ子中微子。
科学家制造出直径0.4纳米的碳纳米管
2000年11月8日，日本电气公司和香港科技大学的科学家分别用不同技术制造出了直径仅0.4纳米的碳纳米管。据称，这可能是迄今世界上造出的最小的稳定碳纳米管，也是理论上可能最小的碳纳米管。碳纳米管是由碳原子按一定规则排列形成的空心笼状管式结构，其直径不超过几十纳米（一纳米为十亿分之一米）。它具有特殊的电学和力学性质，例如导电性强、韧度高等，是一种用途广泛的新材料。 艾滋病研究取得重要突破
2000年1月9日出版的《科学》杂志报道，默克公司的科学家宣布，他们在实验室中发现了两种能遏制整合酶活动的物质。这两种物质是名为二酮酸抑制剂的化合物家族成员，试验表明，它们能阻止艾滋病病毒遗传物质与人体白细胞遗传物质相结合。默克公司科学家的研究表明，他们新发现的两种物质在和现有药物相结合时，能更有效遏制艾滋病病毒繁殖。
我国超级杂交稻研究取得重大成果
袁隆平院士主持的“超级杂交稻选育研究”，由江苏省农科院和国家杂交水稻工程研究中心合作选育的超级杂交稻先锋组合“两优培九”，获得大面积推广，经专家验收，实收亩产超过700公斤，这一成果对保障21世纪我国粮食安全具有重要意义。
我国在世界上率先破译对虾病毒遗传密码
国家海洋局三所和上海基康生物技术公司等单位的科学家成功测定了虾病“祸首”——白斑杆状病毒基因组的全部序列，从而在世界上率先破译了虾病病毒遗传密码。
中国科学家首次观测纳米金属材料室温下的超塑延展性
2000年，中科院金属所在世界上首次观察到纳米金属材料室温下的超塑延展性。卢柯领导的科研小组利用新的制备工艺，合成出大量高密度、高纯度的纳米铜，在室温下可变形达50多倍而没有出现裂纹。国际权威科学家认为，这项工作是该领域的一次突破。
2001年
纳米技术领域获得多项重大成果
继在2000年开发出一批纳米级装置后，科学家在2001年再进一步将这些纳米装置连接成为可以工作的电路，这包括纳米导线，以纳米碳管和纳米导线为基础的逻辑电路，以及只使用一个分子晶体管的可计算电路。分子水平计算技术的飞跃有可能为未来诞生极微小但极快速的分子计算机铺平道路。
科学家发现RNA（核糖核酸）多才多艺
RNA不仅是遗传物质的信使，还能执行科学家没有料到的其他工作。例如，科学家2000年发现一些RNA小片段能够使植物基因处于关闭状态，2001年又在老鼠和人身上发现了类似的“RNA干扰”现象。细胞生物学家还发现信使RNA是如何拼接在一起的，而信使RNA是DNA信息和蛋白质信息之间的生化连接。
太阳中微子的失踪之谜被揭示
30年前，科学家计算出了从太阳流失的电子中微子的数量，但实际探测到的中微子的数量小于计算值。2001年，加拿大萨德·伯里中微子观测站的科学家证实了早先一些实验得出的假设：中微子事实上没有失踪，只是在离开太阳后转化成了缪子和陶子，由此躲过了科学家的探测。
两项超导发现将超导温度推向更高水平
两项超导发现将超导温度推向更高水平，科学家在实现室温零电阻电流的道路上又迈进一步。日本科学家发现二硼化镁在零下234摄氏度成为超导材料，超过了此前金属化合物创下的超导温度。二硼化镁的优点是成本低廉，加工容易。美国科学家将氯仿和溴仿掺入碳60分子，使碳60分子的超导临界温度从零下221摄氏度上升到了零下156摄氏度。
发育中的神经系统新发现
科学家在发育中的神经系统里发现了分子信号如何诱导和压制神经轴突的生长，这将有助于科学家找到修复受损成年神经的方法。
新的抗癌药物特效“智能炸弹”出现
一种新的抗癌药物，特效“智能炸弹”出现，专门对付致癌的明确生化缺陷。2001年，美国食品和药物管理局批准了“格里维克”的上市，该药能抑制与某种白血病有关的缺陷酶。
玻色－爱因斯坦理论取得进展
2001年的诺贝尔物理学奖授予了发现“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”的三位学者，美国科罗拉多大学教授埃克·康奈尔（Eric A.Cornell）、美国麻省理工学院教授沃尔夫冈·克特勒（Wolfgang Ketterle）和美国科罗拉多大学教授卡尔·维曼（Carl E.Wleman）。凝聚态研究继续前进：两个法国研究小组首次制造出氦原子的玻色－爱因斯坦凝聚态，锂、钾的凝聚态也在同年获得。
人类是全球变暖的原因
2001年，国际气候变化专家调查组首次正式表明，过去50年中的全球变暖现象很可能是由大气中的温室气体聚集造成的，全球变暖的原因是人类而非自然。
确定二氧化碳沉降
美国是世界上最大的温室气体制造国，但其二氧化碳等温室气体出现了沉降现象，即大气中的二氧化碳大幅减少。美国研究员在沉降程度问题上曾有分歧，但美国两个意见相左的科研小组2001年修改了他们的预测，就沉降程度达成一致：二氧化碳沉降吸收了美国当前温室气体排放量的约三分之一，但沉降在今后百年中将可能放慢。
2002年
科学家首次大批量制造反物质
欧洲核子研究中心已成功制造出约５万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质，这对准确比较物质与反物质的差别、解答宇宙构成等问题有重要意义。科学家首次成功地对反物质原子的内部结构和物理特性进行了研究，朝弄清物质与反物质的差别、进而验证物理学基本理论迈出关键一步。
科学家破译老鼠基因组
来自英、美、德等国的上百位科学家2002年12月5日在英国《自然》杂志上联合宣布，成功破译了老鼠的基因组。人类与老鼠共享着80％的遗传物质和99％的基因，因此了解老鼠非常有助于了解人类自身。新的基因组草图显示，老鼠的20对染色体上共有约25亿个碱基对，与人类23对染色体上的29亿个碱基对相当接近。DNA链上基因与基因之间的“空白”片断也非常相似。两个物种的基因数目大约都是３万个，其中绝大部分相同，只有几百个基因是某一物种独有的。
科学家观察到引力场中的量子效应
一个国际合作的研究小组在2002年1月17日出版的英国《自然》杂志上，报告了他们对于地球重力场量子化的观测结果。他们让冷却到非常接近绝对零度的中子在重力场中运动，同时用一个探测器观测中子的下落。结果他们发现，中子的下落过程不是连续的，而是从一个位置“跳”到了另外一个位置，这一过程与理论的预测相符合，从而实际观测到了引力场的量子效应。 日美中科学家发现核反应堆中微子消失现象
2002年12月6日，日、美、中三国的科学家同时宣布他们发现了核反应堆中微子消失的现象，这意味着反应堆产生的中微子发生了振荡，变成了另外一种没有被探测到的中微子，从而确认了太阳中微子发生了振荡，并确定中微子振荡的关键参数。这是首次在人工中微子源中发现中微子消失。
德科学家实现铷原子气体超流体态与绝缘态可逆转换
德国慕尼黑大学和马普学会量子光学研究所的物理学家们在激光束构筑的三维能量点阵中，通过改变激光能量，成功地实现了玻色－爱因斯坦凝聚态下铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换。这一成果发表在《自然》杂志上并获得高度评价，科学家认为该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
天文学家发现最远星系团
一个由法国、荷兰、德国和美国科学家组成的研究小组，在位于智利北部巴拉那尔山的欧洲南方天文台，利用特大天文望远镜VLT发现了一个远在135亿光年的正在形成的星系团，这是迄今人类发现的最远的星系团。这一发现有助于人类了解星系团以及星系群等宇宙最初大型结构的形成方式。
德科学家在纳米层次上实现光能和机械能转换
德国科学家发现一种单分子聚合物，在光照条件下可引起其纳米尺度的链式结构长度发生变化，即在纳米层次上实现将光能转化为机械能。科学家认为，这是人类首次在纳米层次上将光能转化成动能，使未来纳米机器找到简便可控的动力成为可能。
科学家研究证实遗传信息复制是生物进化的动力
法国国家卫生与医学研究所科学家与日本同行最新合作研究发现，人类基因组中留有无脊椎动物基因复制的痕迹，这表明人类等复杂动物基因组的某些部分是远古生物遗传信息复制的结果。法国科学家称，这是科学界首次用事实根据证明遗传信息复制是生物进化的动力。
美科学家研制出原子级纳米晶体管
美国康奈尔大学和哈佛大学的科学家用单个原子或分子装配纳米机器的研究取得了新进展，他们成功地将大小相当于单个分子的原子团结构置于相距仅１纳米的电极之间，由原子团“包裹”的单个过渡族金属原子传送电流，或者使电流中断，这一特性相当于晶体二极管。
德科学家使用高频激光打开“细胞之门”
德国科学家找到了一种转基因操作新方法。在实验中，科学家使用高频（脉冲间隔为千万亿分之一秒）、高强度、几近红外的激光脉冲，分别对两种实验动物的卵巢细胞和肾脏细胞进行“连珠炮”式的“轰击”，致使细胞膜上出现了一个孔径极小的孔，顺利地移植入目标物质。在此之后，细胞自身的生长帮助细胞膜上的这个小孔再度“关闭”，使细胞结构恢复正常。
哥伦比亚号对哈勃太空望远镜进行第四次维护
对哈勃太空望远镜第四次维护任务由哥伦比亚号在2002年3月的STS-109航次执行，用先进巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC），更换了新的冷却系统和太阳能板。哈勃的配电系统也被更新了，这是哈勃空间望远镜升空之后，首度能完全地应用所获得的电力。
韦伯空间望远镜
詹姆斯·韦伯空间望远镜是红外空间观测站，研究人员计划用它取代哈勃望远镜，用以探索远超过目前仪器可观测到的宇宙中最远的对象。它由NASA带头，与欧洲航天局和加拿大航天局合作。曾用名为NGST，在2002年更名。预定的望远镜的发射计划不早于2014年6月，将由Ariane5号火箭发送。
中国科学家为揭开水稻遗传奥秘做出重要贡献
中科院基因组信息学中心等单位完成的水稻基因组精细图，覆盖了籼稻97％的基因序列，其中97％的基因被精确地定位在染色体上；覆盖基因组94％ 染色体定位序列的单碱基准确性达99.99％，已达到国际公认的基因精细图标准。中科院国家基因研究中心等单位完成了国际水稻基因组计划第四号染色体精确测序图，为人类最终揭开水稻遗传奥秘做出了重要贡献。
中国发现首个世界级大气田
科技部、中国石油天然气股份有限公司等2002年5月22日宣布，经过两年多的勘探，在内蒙古伊克昭盟发现的苏里格大气田又传来令人振奋的消息：天然气探明地质储量达到6025.27亿立方米，相当于一个储量６亿吨的特大油田，不仅是我国现在规模最大的天然气田，也是我国第一个世界级储量的大气田。苏里格气田处于鄂尔多斯盆地，具有含气面积大、储量丰富、气层物质好、单井产量高等特点。
2003年
科学家研制出世界最小的纳米电动机
美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家用碳纳米管研制的电动机，直径约为500纳米，比头发丝还要小300倍，能够在电压驱动下转动。电动机的旋转叶片是一片金叶，长度不到300纳米，叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上。这种纳米电动机容易驱动、运动灵活，对温度和化学条件要求宽松，甚至在真空里也能运转，因此有着很大的应用潜力。
世界卫生组织正式确认“非典”病原体
自从世界卫生组织2003年3月12日向全球发出“非典”警报后，中国、德国、加拿大、法国、美国、中国香港、日本、荷兰、英国和新加坡10个国家和地区的13个实验室的专家潜心研究并同世界卫生组织合作，正式确认冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体。科学家还完成了“非典”病毒基因组测序，为“非典”诊断和防治奠定了重要基础。
多国科学家相继破译人类第十四号、七号、六号和Y染色体
科学家完成了第十四号染色体上8000多万个碱基对测序和所有基因破译，共发现大约1000个基因，准确率达99.9%；对七号染色体上约1.53亿个碱基对进行测序，发现了1150个基因，测序精度超过99.99%；对六号染色体超过1.66亿个碱基对进行测序，发现2199个基因；基因测序发现，Y染色体包含着约78个编码蛋白质的基因，更重要的是，Y染色体内部存在一些“回文结构”，有修复基因的作用。
科学家首次测出引力速度
在一项有关宇宙理论的重要实验中，科学家第一次测量出引力移动的速度。牛顿认为引力是瞬时速度，爱因斯坦则推测引力是以光速移动的。这次实验再次证实了爱因斯坦的理论是正确的。科学家确信引力传播的速度与光速相等。