“可编程”生命组织、细胞工程学、机器人

 

 

  当下,世界各国及各行业越来越多地承受着金融危机带来的冲击,企业和公司陷入一波又一波的倒闭、重组、裁员以及合同难以履行的困境。为此,美国《外交政策》杂志6月刊出的这组文章认为,在经济受创的同时,人们却忽略了另一波威力更大的“大海啸“也将随之到来,即科学技术以一个比以往更快的速度突飞猛进地向前发展。文章列举了生命科学、生物质能、应对全球水危机等领域存在的机遇,也就是说,谁有能力适应加速发展的技术变革,谁就能在这场危机中幸存并发展壮大。
 
  金融工程学将我们带到了经济崩溃的边缘,但人体工程学却将重塑全球经济,这一前景的快速到来将超乎你的想象。目前至少有三大技术在蓄势待发,那就是可编程生命组织、细胞工程学和机器人技术。随着这三大技术的突破并融合其他技术成果,我们将看到全球经济大规模重组的前景。
 

“可编程”生命组织

与原来相比,我们只是在学习和研究如何改变它。图为显微镜下的细胞组织

 

  如今,科学技术已能够对生命进行重新编程。几个月前,克雷格·文特尔研究所和合成基因公司的研究人员挑选了一个支原体细胞,然后将长串的DNA插入其间,将这个细胞变成了一个完全不同的物种。早在去年1月,该研究小组成功研制出了世界上最大的有机分子,并将其插入一个细胞之中,这相当于给细胞安装了一个完整的“软件包”。预计一年之后,研究人员将能够在一天之内生产出成千上万的这类“程序软件”。
 
  这一新的发明意味着,在未来,人们可以编写生命代码和操纵细胞,并赋予其所需的各种功能;同时这也意味着,人类能够将细胞转化为可以编程、可以制造的实体。这类“软件”都可能利用其自身的“硬件”来产生,其发展前景十分诱人。譬如,生物技术公司可利用细菌生产化学制品、燃料、药物、纺织品、数据存储器以及其他各类有机产品。
 
  这些新发明正在加速推广及应用之中。美国麻省理工学院(MIT)的研究人员列出了一个标准的“生物部件”清单,其中包括各类蛋白质、RNA、DNA和终止基因等。2008年,来自21个国家和地区的数百名学生聚集在一起,利用生命编程技术创造出各种“超酷”的有机物。譬如,赖斯大学的代表队将白黎芦醇(白藜芦醇具有抗菌抗癌、延缓衰老等多种作用,有望成为人类预防癌症的一种天然药物,正日益引起人们的关注――译注)应用于啤酒生产中,为此,一位裁判人员惊呼:“哇!抗癌啤酒,太妙了!”中国台湾代表队更是雄心勃勃,他们试图利用生物编程技术让肠道细菌行使肾的功能。
 
  未来10年,成千上万的独创性应用设计将遍地开花,其中的一些产品将从根本上改变我们大部分日常消费品的原料来源和生产方式。
 

细胞工程学

  第二个重大科技创新“大海啸”,是用人工技术“生长”复杂人体“部件”的能力将越来越强,包括肢体、膀胱、心脏和气管等。因为,所有的复杂有机体在诞生之初都是未分化的多能细胞;也就是说,这些细胞包含一个完整的基因组,能够生长出身体的所有部分。
 
  生活在墨西哥的一种酷似恐龙的蝾螈能够自然生长出受损的身体部分,包括心脏和大脑以及整个肢体。对于人类来说,如果在年龄非常幼小的时候,利用多能细胞是否还能重新长出失去的手指。哈佛医学院的克利夫·塔宾(Cliff Tabin)对这一理论进行了探索,目前他正在尝试让小鸡多长出一对翅膀来。
 
  也许要不了多久,只需一些细胞就能让受损的人体组织重新“生长”出来。在过去的一年里,研究人员尝试用电击法刺激人体细胞,使其回复到多能状态。也就是说,不需要胚胎干细胞,就能够利用自身组织培养出皮肤细胞,然后移植到身体需要的部位。
 
  譬如,马萨诸塞州综合医院的哈拉尔德·C·奥特(Harald C.Ott)和他的研究小组在一次实验中取走了老鼠的心脏,只留下一个支架,然后将老鼠干细胞移植到支架上让其自行生长,重新生长出来的心脏跳动如初。尽管人类对生命进行编程还只是初窥门径,然而研究人员却能够让失去心脏的老鼠奇迹般地重获生机,生命编程的未来前景将超乎我们的想象。
 

机器人技术

  第三个科学技术“大海啸”是我们期待已久的机器人技术。我们一直盼望着有一天:拥有让我们的家庭生活变得轻松简单的机器人管家。然而至今为止,我们所拥有的只是真空吸尘器之类的家用电器,我们等待已久,看了那么多科幻小说和科幻电影,但现实与幻想的距离还是那么遥远。
 
  但变化正在快速来临。譬如,波士顿动力公司研制的“大狗”机器人能在复杂地形环境下身负350磅重物穿越冰层陡崖,或跋涉在森林山脊中;而哈佛大学的罗伯特·伍德(Robert Wood)则向另一个极端努力,他的研究方向是苍蝇般大小的机器人。
 
  当机器人技术与微处理技术结合,工程技术和数据处理领域将有望取得更多的突破性进展。也许在不经意间,机器人就会出现在我们生活的方方面面。
 
  事实上,机器人技术和工程材料的结合,已在不知不觉中改变着人类的生活。南非截肢赛跑运动员奥斯卡·皮斯托留斯(Oscar Pistorius),在奥动会上以一对人工假肢挑战身体健全的运动员。下一轮材料技术革命和机器人革命将随着大脑扫描和控制技术的进展加速到来,目前已经有了不需要肌肉控制,只需大脑发出指令就可控制的人工义肢。
 
  机器人技术未来创造的奇迹不仅仅是挑战肢体健全者的人工义肢。我们如今使用的微型耳塞以及人工耳蜗植入术,可以帮助失聪者至少获得部分听力;在未来几年里,人工耳成本将降低一半,功能却大幅提高,失聪者能获得与正常人无异的听力。
 
  在此之后再过几年,人工耳甚至还能做到许多人类原本做不到的事情。譬如,随意增强或减弱听力的灵敏度,可以听到原本只有狗、蝙蝠或鲸等动物才能听到的声音。同样,人工视力也将出现奇迹,人工植入眼技术可以使盲人看到光线,分辨物体的形态、色彩等细节,甚至还有可能让人类看到紫外线和红外线。
 
  人类开始解读生命、对生命进行编程,这一进程将永远影响地球上的几乎所有行业,许多公司开始把他们的未来押在了生命科学上。沃尔玛公司以植物为原料生产一次性食物容器;杜邦公司投资1亿美元建造了一个发酵工厂,用来生产透气防水的运动服;谷歌公司资助哈佛大学发起破译10万人基因密码的计划。如今,我们所消费的粮食,转基因作物已占了很大比例;生命科学技术已广泛应用于服装、药物、塑料、汽车、燃料和信息领域等。
 
  生命密码的破译以及机器人技术的广泛应用,也许是有史以来改变人类生活的最强大的杠杆;对这些技术的开发与应用,最终将决定一个国家或一个地区的发展。
 
  与以上重大技术变革的规模和影响相比,一个国家或一个地区的兴衰也许算不了什么。然而通过解读和重新编写生命密码,我们人类将渐渐成为一个完全不同的物种。我们正在从现代智人走向“演化人”(Homo Evolutis),即可随意对人类自己和其他物种的进化过程进行“工程设计”的人类,这一变化将成为从根本上改变世界的“终级海啸”。
 
 

资料来源 Foreign Policy

责任编辑 则 鸣