科研成果:那些年我们追过的黑科技,到底香不香?
说实话,第一次看到那个新闻,我整个人是懵的。中国科学家在实验室里,不用种地,直接把二氧化碳变成了淀粉。你没听错,就是那个我们呼出来的废气,竟然能变成馒头原料。这要是成了,农民伯伯是不是要失业了?——开玩笑的,当然没那么快。
人工合成淀粉实验室反应装置图
这事儿吧,得从2021年说起。中科院天津工业生物所的团队,在《科学》杂志上发了篇论文,讲他们怎么用化学催化剂和生物酶,一步步把CO₂变成淀粉。效率比植物光合作用高8.5倍。听着挺唬人,但说实话,离工厂化生产还远着呢。不过,这种“无中生有”的技术,让我想起小时候看的科幻小说,那时候觉得天方夜谭,现在居然有点靠谱了。
实验室里的魔术:从二氧化碳到馒头
我认识一个搞生物的朋友,他看完这研究,激动得半夜给我打电话:“哥们,你说以后粮食危机是不是有解了?”我睡眼惺忪地怼他:“你先让那玩意儿成本降下来再说吧。”确实,目前合成淀粉的成本,比黄金还贵。但科学不就是这样吗?先证明“能”,再琢磨“便宜”。就像当年的青霉素,刚发现时金贵得要命,现在几块钱一支。
这项研究背后的故事更有趣。据说团队花了六年时间,试了不知多少种酶,才找到最佳路径。不知道他们是不是把实验室的空调都关了,毕竟CO₂太多?开个玩笑。不过,这种从0到1的突破,真的是科研成果里最迷人的部分。
二氧化碳氢化合成甲醇催化剂示意图
量子计算离我们还有多远?
再聊聊另一个让我又爱又恨的领域——量子计算。爱它是因为,理论上它能解决现在计算机搞不定的问题,比如药物设计、材料模拟。恨它是因为,每次新闻都说“重大突破”,可我等了这么多年,连个量子手机壳都没见着。
去年,谷歌搞了个“悬铃木”,号称实现量子霸权。然后中国的“九章”和“祖冲之”也跟上,处理特定问题比超级计算机快亿亿倍。听着真牛,对吧?但冷静下来一想,这些机器只能在极低温下运行,干的事儿也特别单一,就像一个大炮打蚊子,炮是造出来了,蚊子还得用手拍。
不过话说回来,科研这事儿急不得。十九世纪法拉第发现电磁感应时,有人问他有什么用,他反问:“你刚出生的婴儿有什么用?”现在的量子计算,大概就是那个婴儿。只是我们这帮看客,有点着急——毕竟,谁不想早点用上量子加密,再也不怕信息泄露呢?
基因编辑:上帝的手术刀还是潘多拉魔盒?
你要问我最近十年最颠覆的科研成果是什么,我肯定选CRISPR基因编辑。这技术厉害到什么程度?就跟在Word文档里精准地查找替换错别字一样,能把致病基因给修了。2018年那起基因编辑婴儿事件闹得沸沸扬扬,虽然做法很混蛋,但也从侧面说明,这把刀是真的快。
现在,基于CRISPR的疗法已经进入临床。比如治疗镰刀型细胞贫血症,效果惊人。我一个远房亲戚的孩子就得了这个病,以前每个月都要输血,后来参加了一个临床试验,医生说相当于“重新装了个系统”。那一刻我真觉得,科学家就是神。
但伦理问题也让人头疼。要是将来能定制婴儿,选眼睛颜色、智商高低,那世界还不乱套?我挺反感那种“技术是中性的”说法,刀能切菜也能杀人,但核弹按钮可不能人人都有一个。科研是探索未知,但应用时得有个刹车。只是这刹车,往往跟不上油门的脚步。
CRISPR-Cas9基因编辑分子机理示意图
科研成果,别只看“成果”
科研成果,别只看“成果”
我经常在网上看到有人喷科研:“花了那么多钱,就发了篇论文有什么用?”这种论调挺让人无语的。基础研究就像盖楼打地基,看不见,但没它,上面的楼就是危房。几十年前研究半导体物理的人,也没想到现在人人手里有个智能手机吧。
当然,有些科研成果确实太悬浮。我见过一些课题,申请书上写得天花乱坠,最后结题报告都找不着北。但这不能否定整个科研体系。真正有价值的成果,往往需要时间沉淀。就像屠呦呦发现青蒿素,从研究到拿诺奖,用了四十年。
我特别佩服那些能把实验室成果转化为产品的人。比如mRNA疫苗,从2000年左右开始研究,一直不被看好,结果新冠疫情期间救了多少人的命。这背后是科学家几十年的坚持,还有偶尔的运气。没错,科研也需要运气,有时候瞎猫碰上个死耗子,就成了。
未来,我们该期待什么?
说个近的。最近“天关”卫星(爱因斯坦探针卫星)发现了中等质量黑洞,这事儿在天文圈挺炸裂的。黑洞这东西,看不见摸不着,但就是让人着迷。它可能回答宇宙起源的问题,但说实话,我这辈子大概率用不上黑洞的知识。但那又怎样?人类总得有点仰望星空的人,不然和咸鱼有什么区别?
还有可控核聚变,去年美国实现了能量净增益,虽然只持续了几十亿分之一秒,但总算摸到了门槛。我真希望有生之年能用上“人造太阳”发的电,那时候电费估计不要钱了吧?想想就开心。
写了这么多,其实就是想表达一个意思:科研成果有惊艳,有失望,有争议,但它是人类进步的阶梯。我们可以吐槽它慢,但不能否认它的价值。下次再看到什么“重大突破”,别急着转朋友圈,先看看它背后的故事,或许会发现不一样的世界。
哎,不说了,我去搜搜那个合成淀粉能不能吃了。