国家自然科学一等奖是
国家自然科学奖、中国自然科学
领域的最高奖项，旨在奖励那些在
基础研究和
应用基础研究领域，阐明
自然现象、特征和规律，作出重大科学贡献的中国公民。此前，
华罗庚、
吴文俊、
钱学森等均获此殊荣。由于该奖项的评选严格性，在历史上多次空缺，比如2010年、2011年和2012年，而在2013年由中科院物理所的铁基超导研究打破空缺局面。
简介
新中国成立以来的70余年中，国家自然科学一等奖共颁发23次。
第一次颁发是党中央和国务院提出“
向科学进军”的1956年，有3位科学家获此殊荣，他们就是华罗庚、
吴文俊和钱学森。
1982年颁发第二次。
从1987年起，国家决定设立三大国家级奖励，即
国家自然科学奖、
国家技术发明奖和
国家科学技术进步奖，每两年颁发一次。
1999年，国家又增设
国家最高科学技术奖和
国际科学技术合作奖，共五大奖项，每年颁发一次。
从2004年开始，最高科学技术奖由国家最高领导人颁奖。
至此，我国对
科学技术进步的奖励政策日臻完善，对推动科学技术进步起了很大作用，并引起全国人民的广泛关注。从2000年，国家自然科学奖一等奖15年中有9次空缺。这一方面可以理解为该奖项的把关极严，另一方面可以理解为并没有那么多高水平的成果配得上这一奖项。
获奖名单
国家自然科学奖一等奖历年获奖项目（公开部分）
1956年
（当时为中国科学院科学奖金）
1、
典型域上的多元复变数函数论完成人：
华罗庚（
中国科学院数学研究所）
2、
示性类及示嵌类的研究完成人：
吴文俊（中国科学院数学研究所）
1982年
完成人：李四光、
黄汲清、
谢家荣、韩景行、朱大绶、吕华、
王懋基、朱夏、
关士聪等（地质部），张文昭、
杨继良、
钟其权、
翁文波、
余伯良、邱中健、
田在艺、胡韩元、赵声振、李德生等（石油部），
张文佑、
侯德封、
顾功叙、
顾知微（中国科学院）
完成人：
唐敖庆（
吉林大学）及其研究集体：
孙家钟（吉林大学）、
邓从豪（
山东大学）、
张乾二（
厦门大学）、
江元生（吉林大学）、
鄢国森（
四川大学）、戴树珊（
云南大学）、
刘若庄（
北京师范大学）、
赵景愚（中国科学院长春光学与精密机械研究所）、古正（四川大学）、李伯符（吉林大学）
完成人：
王淦昌、
丁大钊、
王祝翔（中国科学院原子能研究所）
完成人：
王晓青、楚旭春、
黄汲清、
郭文魁、
程裕淇、
王曰伦（地质部地质研究所），王绍伟（地质部情报研究所）、
李廷栋、耿树方、
李春昱（地质部地质研究所），
王鸿祯（武汉地质研究所），
张宗祜（地质部
水文地质与工程地质研究所）
完成人：陈景润、
王元（
中国科学院数学研究所），
潘承洞（山东大学）
1987年
1、
青藏高原隆起及其对
自然环境与
人类活动影响的综合研究
完成人：
刘东生、
施雅风、
孙鸿烈、
郑度、常承法、
吴征镒、尹集祥、文世宣、
李吉均、
张经炜、
李文华、佟伟、高以信、程鸿、
杨逸畴、黄复生、温景春、
冯祚建、周云生、黄文秀、
高登义、陈传友、韩裕丰、李炳元、章铭陶、
武素功、王金亭、倪祖彬、关志华、张祖荣、
滕吉文、郑喜玉、
路季梅、邓万明、张谊光、
谢自楚、宁学寒、王连城、邵启全（中国科学院自然资源综合考察委员会、中国科学院地理研究所、中国科学院地质研究所、
中国科学院植物研究所、
中国科学院兰州冰川冻土研究所、北京大学等）
2、微分动力系统稳定性研究
完成人：
王德宝、汪恩璧、
汪猷、郑可沁、朱莹书、陈海宝、陈慎、裘慕绥、梁镇和、申庆祥、杨再定、胡美浩、王贵海、吴仁龙、余允华、陆蕴华、陈常庆（
中国科学院上海生物化学研究所、
中国科学院上海细胞生物学研究所、
中国科学院上海有机化学研究所、
中国科学院生物物理研究所、北京大学）
6、蛋白质功能基团的修饰及其
生物活性之间的
定量关系完成人：
邹承鲁、
许根俊、孙玉琨、
杜雨苍、赵康源、
周海梦（中国科学院生物物理研究所、
中国科学院上海生物化学研究所）
完成人：
王文采、汤彦承及其研究集体（
中国科学院植物研究所）
完成人：
涂光炽、王秀璋、陈先沛、张宝贵、杨蔚华、程家平、樊文苓、赵振华、喻茨玫（
中国科学院地球化学研究所）
11、关于不相交STEINER三元系大集的研究
1989年
完成人：
赵忠贤、
杨国桢、
陈立泉、杨乾声、黄玉珍及其研究集体（
中国科学院物理研究所）
1993年
1997年
2002年
2002年度
中国科学院院士、中国科学院上海
有机化学研究所研究员蒋锡夔以其在物理有机化学领域取得的国际领先成果获国家自然科学奖一等奖。
2003年
澄江动物群与寒武纪大爆发
2006年
介电体超晶格材料的设计、制备、性能和应用
完成人：
闵乃本、朱永元、
祝世宁、
陆亚林、
陆延青（南京大学）
注：这是1999年国家奖励
制度改革以来内地高校独立完成的第一个获国家自然科学一等奖的项目。
获奖人之一闵乃本
1935年生，日本东北大学理学博士，南京大学教授，中国科学院院士，
第三世界科学院院士。现任
南京大学固体微结构物理国家重点实验室学术委员会主任，国家973计划顾问专家组材料领域召集人，
国家重大科学研究计划量子调控专家组组长，全国政协常委，江苏省政协副主席。主要从事
凝聚态物理和材料科学研究。
据悉，南京大学获得的国家自然科学一等奖是自1999年国家奖励制度改革以来内地高校独立完成的第一个获国家自然科学一等奖的项目。
据介绍，这一获奖成果从提出基本概念、建立
基本理论、证实基本效应到最终研制成功全新的原型器件，历经19年，是一项具有
自主知识产权的原创性成果。
2009年
十位主要完成人：植物所：
钱崇澍、
王文采、
陈艺林、
陈心启、崔鸿宾；
华南植物园：
陈焕镛、
胡启明；昆明植物所：
吴征镒院士、李锡文；、
中山大学：
张宏达《
中国植物志》是世界上最大型、种类最丰富的一部巨著，全书80卷126册，5000多万字，9000多幅图。记载了我国301科3408属31142种植物的科学名称、形态特征、
生态环境、
地理分布、经济用途和
物候期等。该书由全国60余家科研教学单位的312位作者（其中中国科学院院士10位）和164位绘图人员经80年的工作积累，45年艰辛编撰才得以最终完成。这一协作的规模在世界上也是十分罕见的。
2013年
中国科学院物理研究所赵忠贤院士领衔的的“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”问鼎国家自然科学一等奖。
2014年
由中国工程院院士、
中南大学校长
张尧学率领的清华大学、中南大学团队研究出的
透明计算技术荣获2014年度国家自然科学奖一等奖。
20余年的潜心研究，张尧学及其团队终于收获了丰硕的果实：在国际上率先提出被国外同行称为“先于
云计算、包含云计算”的
网络计算模式——“透明计算”，开辟出新的计算时代;同时，成功研制出具有独立知识产权的全新概念——超级操作系统，形成了一系列原创性、系统性的重大创新成果。透明计算这一成果在国际上开辟了一个全新的研究领域和发展方向，为网络计算提供了全新的模式和理论基础。
2015年
按惯例，2015年国家科学技术奖拟于2016年1月在人民大会堂举办颁奖典礼。从科技部官网公布的初评结果可预判，若本次自然科学一等奖终有得主，该荣誉将被
中国科学技术大学副校长
潘建伟院士的“
多光子纠缠干涉度量学”获得，因为该项目是本年度唯一一个入选该等级奖项的初评项目。
据介绍，该
项目组系统地发展了多光子纠缠干涉度量学，并将之创新性地应用于
量子通信、
量子计算等多个研究方向，取得了广域量子通信和光学量子信息处理等领域的系统性关键突破；在此基础上，将量子保密
通信技术带入现实应用。
2016年1月8日上午，
2015年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行。
中国科学技术大学潘建伟院士的“
多光子纠缠及干涉度量”获国家自然科学一等奖。这是继2013年铁基
高温超导研究成果之后，中科大再次获此殊荣。
潘建伟院士与同事
彭承志、
陈宇翱、
陆朝阳、
陈增兵等人组成的研究团队长期开展
量子力学基本问题
实验研究，系统地发展了多光子纠缠和干涉技术并应用于量子通信、量子计算和
量子精密测量等多个研究方向，引领和推动了多光子纠缠及
干涉量度学的发展，取得了广域量子通信和光学量子信息处理的系统性关键突破。
2016年
由
中国科学院高能物理研究所王贻芳主导的“
大亚湾反应堆中微子实验发现的
中微子振荡新模式”项目荣获2016年度国家自然科学奖一等奖。
大亚湾中微子实验项目组于2003年提出了原创的实验方案，2011 年建成了国际领先的实验装置，探测精度和
数据获取效率位居国际同类装置第一，2012 年在激烈的国际竞争中率先取得重大成果：发现对应于q13的
中微子振荡模式确实存在，并精确测得其振荡幅度sin22q13 约为0.09。
该成果论文发表后，国际著名
科学杂志和媒体发表报道与评论上百篇。美国《科学》杂志将其评为2012 年十大科学突破之一，并称“如果
大型强子对撞机的研究人员没有发现
标准模型之外的新粒子，那么
中微子物理可能是
粒子物理的未来，大亚湾的实验结果可能就是标志着这一领域起飞的时刻”。“因在中微子振荡上的基础性发现与探索，揭示了超越甚至远远超越粒子物理标准模型的新前沿”，
大亚湾实验合作组及其负责人与另外4个
实验组分享了2016年度
基础物理学突破奖。
大亚湾实验合作组由来自中国、美国、
俄罗斯、
捷克、中国
香港和中国
台湾的38个研究机构、约270名研究人员组成。其中约150人来自境内单位的16个高校和研究所。
2017年
作为我国
基础研究领域备受瞩目的国家大奖，国家自然科学一等奖继2006年之后再次迎来“双响”——在
2017年度国家科学技术奖励大会上，以
李家洋院士为第一完成人的“
水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”和以
唐本忠院士为第一完成人的“聚集诱导发光”项目团队双双折桂。
更值得一提的是，国家自然科学一等奖项目研究已从之前较为集中的基础物理学，发展到化学、生物学，呈现“多点开花”之势：2017年度的聚集诱导发光和水稻
分子设计育种研究，两个项目均由专家推荐。这其中的“聚集诱导发光”研究被学界评价为香港和内地科研交流融合的典范。
中科院院士、
香港科技大学教授唐本忠在世界上最早提出了聚集诱导发光概念，在光材料研究领域取得重大原创突破。如今，由我国科学家最先提出的这一原创性概念，已经吸引全球80余个
国家和地区超过1500个国际团队进入了这一领域研究。
2018年
1月8日，由清华大学教授、
中国科学院院士薛其坤领衔的清华大学和中科院物理所实验团队在
量子反常霍尔效应取得的突破性成果，获得2018年度国家自然科学奖一等奖。
主要完成人:
薛其坤(清华大学)，
王亚愚(清华大学)，何 珂(
中国科学院物理研究所)，
马旭村(中国科学院物理研究所)，吕 力(中国科学院物理研究所)
提名单位: 教育部
2019年
不对称催化是合成
手性分子的主要方法，是合成化学的前沿研究领域，其核心是
手性催化剂。但是过去40年，由于缺少广谱性的
手性配体基本骨架，真正高效、获得广泛应用的手性催化剂很少。
在周其林院士带领下，该团队经过20年探索，发现了一类全新的手性螺环配体骨架结构，在此基础上，发展了一系列手性螺环催化剂，这些手性螺环催化剂具有广谱性，在许多不对称
催化反应中都表现出优于其他
手性催化剂的
催化活性和
对映选择性。例如，手性螺环
铱催化剂在多种不饱和
羧酸的不对称
催化氢化反应中，都保持了最高的催化活性和对映选择性记录，在酮的不对称
氢化反应中，更是取得了450万的催化
转化数，成为迄今为止最高效的手性催化剂；手性螺环铜和
铁催化剂解决了
金属卡宾对杂原子-氢键不对称
插入反应的对映选择性低下的难题，将其发展成为具有很高选择性的反应。手性螺环催化剂的发现和应用，将手性分子的
合成效率提高到一个新高度。
这些催化剂被国内外同行称为“
周氏催化剂”，如今已成为合成化学中一个不可或缺的工具，不仅被用于200多种不对称
合成反应，还被制药公司用于多种
手性药物的生产。
2020年
提名单位：中国科学院
2023年
“拓扑电子材料计算预测”是由
方忠院士领导研究团队历时近10年攻关取得的项目成果，使得中国在
拓扑物态研究领域领先世界。其主要科学发现包括三个方面：
一是成功发现首个
量子反常霍尔效应绝缘体，创新性提出在拓扑绝缘体中产生长程铁磁序的新机理和调控磁性绝缘体产生非零陈数的新方案，为实现量子反常霍尔效应绝缘体提供了一个切实可行的方案。目前，国际上多个实验组精确地在该材料体系中观测到量子反常霍尔效应，证实了理论预言。
二是成功发现首个
狄拉克半金属和首个
外尔半金属，从而首次在晶体材料中实现了“手性”电子态——外尔费米子。这一“固体中发现外尔费米子”成果被国际重要学术期刊《物理评论》列为125年来发表的最重要的49项工作之一，也是唯一来自于中国的研究工作。该成果还入选英国物理学会《物理世界》评选的2015年十大突破、美国物理学会《物理》评选的2015年八大亮点工作。
三是提出并实现了判别拓扑性质的普适计算方法，该方法基于非阿贝尔贝里联络计算拓扑不变量，避免了电子波函数规范选取的困难，且不受材料对称性的限制，成为计算判定材料拓扑类别的主要方法。
据了解，“拓扑电子态”的发现，改变了人类对于“物态”的认知，该态独特的物理性质，为变革性技术的产生提供了全新的可能，是当前凝聚态物理的研究热点。
“拓扑电子材料计算预测”项目成果被国际学术界高度认可，此次被授予国家自然科学奖一等奖之前，已多次获得国际国内相关荣誉和奖励，并被编写入研究生教科书。该系列成果还展示出“计算驱动实验”研究范式的重要作用，引领并推动拓扑电子态研究领域实现跨越式大发展，使得中国在该研究领域站在国际最前沿。