【#珠海航展拉开大幕##海陆空天国之重器密集展示#】#2021珠海航展# 第十三届中国国际航空航天博览会（“珠海航展”）今天（9月28日）拉开大幕。本届航展是中国航空航天以及各种防务装备在中国共产党百年华诞之际的一次集中大展示。主要亮点有哪些呢？小编搜罗了以下三个主题，以便各位看官细品。
（一）大量海空兵器惊艳亮相
在航展的室外展区，多架解放军空军的先进战机静静伫立。这其中有在珠海航展首次亮相的歼-16D、无侦-7和无侦-8真机等，也有轰-6K、空警-500、运-20等熟悉的机型。
歼-16D除去翼尖吊舱，在翼下与进气道下多挂载了四个吊舱，机腹下则多挂载了两枚导弹。现场讲解牌显示，歼-16D飞机将提高空军电子进攻能力，支撑空军体系作战能力提升。作为以歼-16飞机为平台自主研制的新型电子战飞机，歼-16D具备“侦、攻、防一体”综合作战能力，可有效对抗预警探测、指挥通信、拦截打击等要素构成的先进防空体系。高高矗立的多型雷达也吸引了众多目光。
室内展区方面，在航空工业展厅最引人瞩目的莫过于一个直径20米的大型旋转展台，上面摆放着“20”家族主要成员的模型：歼-20、运-20、直-20以及攻击-11无人机。其中，首次亮相珠海航展的攻击-11还打开了机腹的两个弹舱，每个弹舱中容纳着数枚精确制导炸弹。
无侦-7和无侦-8在室内展区同样占据了显眼位置，表明这两款无人机在本届航展中的重要性。据航空工业微信公众号26日介绍，无侦-7无人侦察机技术先进，还创造了某个方面的世界第一，有待在航展开幕时揭晓答案；无侦-8则可对敌防护严密的战略、战役目标实施有效突防，利用配装的侦察任务设备获取高分辨率目标图像，为各级作战部队提供侦察和打击效果评估情报。
一架FC-31隐形战机的模型就摆放在展厅的一个入口旁。据现场介绍，中国是继美国之后同时研制两款四代战机的国家之一，FC-31作为其中一员，体现了国家的实力，同样也是“20”家族的重要成果。PL-10E空空导弹、PL-15E空空导弹、LS-6 250KG制导滑翔炸弹等国产机载武器一同亮相航展现场，陈列在FC-31战机模型旁。据了解，以射程为傲的PL-15E也是首次现身珠海航展。
彩虹无人机系列的新成员，以大型、高空、高速为特点的彩虹-6无人机首次亮相航展。多款不同单位研制的无人机产品令人目不暇接。
八一飞行表演队与红鹰飞行表演队26日都在航展现场进行了飞行训练，准备在航展开幕后为观众带来精彩演出。至于万众瞩目的歼-20飞行表演，据《环球时报》记者现场了解，比起25日在珠海上空的训练，在航展开幕当天的28日，歼-20将带来更加震撼的表现。
海军装备方面，在现役的航母辽宁舰、国产驱护舰、常规潜艇与弹道导弹核潜艇的缩比模型之外，以中国船舶集团展出的JARI-USV多用途无人作战艇为代表的一批无人舰艇引发关注。
中国航天科工集团有限公司展台展示的HT-1E舰载通用垂直发射系统也吸引了不少探馆人员驻足观看。根据展示，这款垂直发射系统的发射单元不仅能发射HHQ-9E远程舰空导弹，还可以以“一坑四弹”的方式发射FM-3000N舰空导弹。
在中国一重展台，一门威武的舰炮十分醒目。据现场材料介绍，这是一款舰面型单管76毫米舰炮，可用于装备200吨级以上各类舰艇，如轻型护卫舰、巡逻舰和执法船等，能够有效打击中小型船只、岸上设置、来袭直升机等多种目标。
（二）近距离感受中国航天雄心
在本届航展上，不仅亮出了过去几年中国在航天领域的优异成绩，也向公众描绘了中国航天未来的发展方向。
在航天科技的超大型展厅内，密集展示着当下以及未来中国航天的许多“国之重器”，其中既有长五、长七运载火箭，嫦娥五号月球探测器，天问火星探测器，中国北斗这样的中国骄傲，也有重型运载火箭、新一代载人运载火箭、中国首颗太阳探测卫星等一大批中国惊喜。
“火箭的运载能力有多大，中国航天的舞台就有多大”。在展厅内，10型运载火箭模型齐上阵，占据着展厅C位。其中备受关注的重型运载火箭和新一代载人运载火箭在本届航展上昭示了未来的使命。据展厅工作人员介绍，作为我国运载能力最大的，且综合性能指标将达到国际运载火箭先进水平的一型火箭，重型运载火箭在未来将执行载人登月探测以及一系列深空探测等任务，该型火箭芯级箭体直径9.5米，捆绑4个5米直径助推器，可以构建近地轨道运载能力达140吨、奔月转移轨道运载能力50吨、奔火转移轨道运载能力35吨的系列化型谱。该型火箭在2010年开展论证，2015年正式提出了具体方案，正在进行关键技术深化论证，预计将于2028年前后实现首飞。
而另一款为发射我国新一代载人飞船全新研制的高可靠、高安全的载人火箭，也勾画出中国载人航天未来的探索路径。据航天科技集团工作人员介绍，这款火箭长约90米，起飞重量约2000吨，可以将25吨有效载荷直接送入奔月轨道，或将70吨有效载荷送入近地轨道。还可以与多种模块组合使用，形成系列化型谱。火箭按照载人飞行的最高安全标准设计，未来可用于载人月球探测。值得注意的是，该型火箭采用多台发动机并联的布局，未来还将具备垂直起降重复使用的能力。
而为未来载人登月时代任务需求而研发的新一代天地往返运输飞行器，也在本届航展上对外公开展出。在展厅中，经过3000摄氏度以上高温“历练”的新一代载人飞船试验船返回舱格外醒目。这款载人飞船通过模块化设计，从而兼容载人月球探测和近地空间站任务，该款飞船的试验船于2020年5月5日由长五B运载火箭发射升空，后以超过每秒9公里的速度返回再入，创造了接近第二宇宙速度返回再入的热流条件。并于2020年5月8日顺利返回预定着陆场，任务获得圆满成功。作为我国目前已发射推进剂加注量最多、返回再入规模最大的航天器，新一代载人飞船展示出高安全、高可靠的特点。
在本届航展上，航天科技还向公众展示了中国即将迈入“探日时代”的决心。由航天科技集团抓总研制的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星——太阳双超卫星也在出征前与公众来了一次“亲密接触”。这款即将发射的卫星，主要科学载荷为太阳Hα成像光谱仪，它将在全球首度实现空间太阳Hα波段的光谱成像探测。而通过对这条谱线的数据分析，便可获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化，对研究太阳爆发的动力学过程及物理机制提供关键数据，这款卫星的诞生将显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力。
除此以外，面向商业航天市场的 “捷龙”系列固体运载火箭，通信、导航、高分及遥感卫星以及M20A/B地地导弹武器系统，LY-70防空导弹武器系统，WS-600L火箭炮系统等约170余项航天科技的军民成果，将通过实物、模型、沙盘、多媒体演示等多种形式与公众见面，通过展品与实景应用相结合的方式，既彰显出中国航天的“硬实力”，也展现出航天高科技帮助破解行业“卡脖子”技术瓶颈的自主创新能力。
（三）陆战装备有三大看点
在2021年珠海航展的8号馆内，中国兵器工业集团有限公司和中国兵器装备集团有限公司两大集团带来了数百个型号的各类陆战装备。
总的来看，相比2018年，本届珠海航展的陆战装备突出了几个关键字。
首先就是“改”，很多之前展出过的陆战装备，经过了不同程度的改进升级，总体作战性能都有所提升，甚至是质的飞跃。比如，此次展出的SR5模块化火箭炮就在车窗、空调散热器等部位加装了格栅装甲，增强了防护能力，并且新增了“飞龙”60A巡飞弹这一新弹种。巡飞弹作为目前世界各国重点发展的新一代智能化弹药，已经在战场上显示了其强大的打击威力。
第二个字是“精”。此次两大军工集团展出了大量精确制导弹药，包括空地导弹、反坦克导弹、巡飞弹、制导火箭弹以及不同口径、制导原理的制导炮弹等。其中，最具特点的当属“蓝箭”5系列多平台模块化导弹。该系列导弹按照不同的制导方式分为电视制导型（A）、红外热成像型（B）以及激光半主动制导型（C）。这三个型号采用相同的弹体结构，可以根据不同的作战使用要求换装不同的导引头。此外，“蓝箭”5系列导弹不仅可以挂载在无人机、直升机上作为空地导弹，也能够装备在“猛士”等高机动装甲战车上作为车载反坦克导弹，实现多军兵种多平台的通用化。
第三个字是“灵”，也是本届珠海航展陆战装备最大的亮点，即无人作战车辆“百花齐放”。其中，中国兵器工业集团有限公司主打的型号为VU-T10和VU-T2履带式地面无人作战平台。前者属于中型无人战车，承载能力好，火力强大，火控系统先进，装备了1门30毫米自动炮、1挺7.62毫米并列机枪以及2枚“红箭”12反坦克导弹，可以说具备了与国外主流步兵战车正面对抗的实力。VU-T2则属于轻型无人战车，装备1挺14.5毫米机枪以及2枚轻型反坦克导弹，在火力上稍逊于VU-T10。但VU-T2轻型无人战车外形尺寸更小、隐蔽性更强、部署也更灵活，是进行伏击战和游击战的最强“尖兵”。
与中国兵器工业集团有限公司相比，中国兵器装备集团有限公司以“山猫”系列全地形车为基础改装的无人战车采用人员驾驶与作战遥控相结合的模式。这一系列无人战车保留了车体前部的双人驾驶座位，可以由作战人员驾驶车辆从出发地到达预定作战区域。之后，驾驶员负责观察和警戒，操作手以无线的方式远程遥控战车进入预设阵地，发现敌方目标后即可开火射击。这样既可以保证作战人员的安全，也能够达成出其不意的作战效果。
图文来源：环球时报、新华社、澎拜新闻
（一）大量海空兵器惊艳亮相
在航展的室外展区，多架解放军空军的先进战机静静伫立。这其中有在珠海航展首次亮相的歼-16D、无侦-7和无侦-8真机等，也有轰-6K、空警-500、运-20等熟悉的机型。
歼-16D除去翼尖吊舱，在翼下与进气道下多挂载了四个吊舱，机腹下则多挂载了两枚导弹。现场讲解牌显示，歼-16D飞机将提高空军电子进攻能力，支撑空军体系作战能力提升。作为以歼-16飞机为平台自主研制的新型电子战飞机，歼-16D具备“侦、攻、防一体”综合作战能力，可有效对抗预警探测、指挥通信、拦截打击等要素构成的先进防空体系。高高矗立的多型雷达也吸引了众多目光。
室内展区方面，在航空工业展厅最引人瞩目的莫过于一个直径20米的大型旋转展台，上面摆放着“20”家族主要成员的模型：歼-20、运-20、直-20以及攻击-11无人机。其中，首次亮相珠海航展的攻击-11还打开了机腹的两个弹舱，每个弹舱中容纳着数枚精确制导炸弹。
无侦-7和无侦-8在室内展区同样占据了显眼位置，表明这两款无人机在本届航展中的重要性。据航空工业微信公众号26日介绍，无侦-7无人侦察机技术先进，还创造了某个方面的世界第一，有待在航展开幕时揭晓答案；无侦-8则可对敌防护严密的战略、战役目标实施有效突防，利用配装的侦察任务设备获取高分辨率目标图像，为各级作战部队提供侦察和打击效果评估情报。
一架FC-31隐形战机的模型就摆放在展厅的一个入口旁。据现场介绍，中国是继美国之后同时研制两款四代战机的国家之一，FC-31作为其中一员，体现了国家的实力，同样也是“20”家族的重要成果。PL-10E空空导弹、PL-15E空空导弹、LS-6 250KG制导滑翔炸弹等国产机载武器一同亮相航展现场，陈列在FC-31战机模型旁。据了解，以射程为傲的PL-15E也是首次现身珠海航展。
彩虹无人机系列的新成员，以大型、高空、高速为特点的彩虹-6无人机首次亮相航展。多款不同单位研制的无人机产品令人目不暇接。
八一飞行表演队与红鹰飞行表演队26日都在航展现场进行了飞行训练，准备在航展开幕后为观众带来精彩演出。至于万众瞩目的歼-20飞行表演，据《环球时报》记者现场了解，比起25日在珠海上空的训练，在航展开幕当天的28日，歼-20将带来更加震撼的表现。
海军装备方面，在现役的航母辽宁舰、国产驱护舰、常规潜艇与弹道导弹核潜艇的缩比模型之外，以中国船舶集团展出的JARI-USV多用途无人作战艇为代表的一批无人舰艇引发关注。
中国航天科工集团有限公司展台展示的HT-1E舰载通用垂直发射系统也吸引了不少探馆人员驻足观看。根据展示，这款垂直发射系统的发射单元不仅能发射HHQ-9E远程舰空导弹，还可以以“一坑四弹”的方式发射FM-3000N舰空导弹。
在中国一重展台，一门威武的舰炮十分醒目。据现场材料介绍，这是一款舰面型单管76毫米舰炮，可用于装备200吨级以上各类舰艇，如轻型护卫舰、巡逻舰和执法船等，能够有效打击中小型船只、岸上设置、来袭直升机等多种目标。
（二）近距离感受中国航天雄心
在本届航展上，不仅亮出了过去几年中国在航天领域的优异成绩，也向公众描绘了中国航天未来的发展方向。
在航天科技的超大型展厅内，密集展示着当下以及未来中国航天的许多“国之重器”，其中既有长五、长七运载火箭，嫦娥五号月球探测器，天问火星探测器，中国北斗这样的中国骄傲，也有重型运载火箭、新一代载人运载火箭、中国首颗太阳探测卫星等一大批中国惊喜。
“火箭的运载能力有多大，中国航天的舞台就有多大”。在展厅内，10型运载火箭模型齐上阵，占据着展厅C位。其中备受关注的重型运载火箭和新一代载人运载火箭在本届航展上昭示了未来的使命。据展厅工作人员介绍，作为我国运载能力最大的，且综合性能指标将达到国际运载火箭先进水平的一型火箭，重型运载火箭在未来将执行载人登月探测以及一系列深空探测等任务，该型火箭芯级箭体直径9.5米，捆绑4个5米直径助推器，可以构建近地轨道运载能力达140吨、奔月转移轨道运载能力50吨、奔火转移轨道运载能力35吨的系列化型谱。该型火箭在2010年开展论证，2015年正式提出了具体方案，正在进行关键技术深化论证，预计将于2028年前后实现首飞。
而另一款为发射我国新一代载人飞船全新研制的高可靠、高安全的载人火箭，也勾画出中国载人航天未来的探索路径。据航天科技集团工作人员介绍，这款火箭长约90米，起飞重量约2000吨，可以将25吨有效载荷直接送入奔月轨道，或将70吨有效载荷送入近地轨道。还可以与多种模块组合使用，形成系列化型谱。火箭按照载人飞行的最高安全标准设计，未来可用于载人月球探测。值得注意的是，该型火箭采用多台发动机并联的布局，未来还将具备垂直起降重复使用的能力。
而为未来载人登月时代任务需求而研发的新一代天地往返运输飞行器，也在本届航展上对外公开展出。在展厅中，经过3000摄氏度以上高温“历练”的新一代载人飞船试验船返回舱格外醒目。这款载人飞船通过模块化设计，从而兼容载人月球探测和近地空间站任务，该款飞船的试验船于2020年5月5日由长五B运载火箭发射升空，后以超过每秒9公里的速度返回再入，创造了接近第二宇宙速度返回再入的热流条件。并于2020年5月8日顺利返回预定着陆场，任务获得圆满成功。作为我国目前已发射推进剂加注量最多、返回再入规模最大的航天器，新一代载人飞船展示出高安全、高可靠的特点。
在本届航展上，航天科技还向公众展示了中国即将迈入“探日时代”的决心。由航天科技集团抓总研制的我国首颗太阳探测科学技术试验卫星——太阳双超卫星也在出征前与公众来了一次“亲密接触”。这款即将发射的卫星，主要科学载荷为太阳Hα成像光谱仪，它将在全球首度实现空间太阳Hα波段的光谱成像探测。而通过对这条谱线的数据分析，便可获得太阳爆发时大气温度、速度等物理量的变化，对研究太阳爆发的动力学过程及物理机制提供关键数据，这款卫星的诞生将显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力。
除此以外，面向商业航天市场的 “捷龙”系列固体运载火箭，通信、导航、高分及遥感卫星以及M20A/B地地导弹武器系统，LY-70防空导弹武器系统，WS-600L火箭炮系统等约170余项航天科技的军民成果，将通过实物、模型、沙盘、多媒体演示等多种形式与公众见面，通过展品与实景应用相结合的方式，既彰显出中国航天的“硬实力”，也展现出航天高科技帮助破解行业“卡脖子”技术瓶颈的自主创新能力。
（三）陆战装备有三大看点
在2021年珠海航展的8号馆内，中国兵器工业集团有限公司和中国兵器装备集团有限公司两大集团带来了数百个型号的各类陆战装备。
总的来看，相比2018年，本届珠海航展的陆战装备突出了几个关键字。
首先就是“改”，很多之前展出过的陆战装备，经过了不同程度的改进升级，总体作战性能都有所提升，甚至是质的飞跃。比如，此次展出的SR5模块化火箭炮就在车窗、空调散热器等部位加装了格栅装甲，增强了防护能力，并且新增了“飞龙”60A巡飞弹这一新弹种。巡飞弹作为目前世界各国重点发展的新一代智能化弹药，已经在战场上显示了其强大的打击威力。
第二个字是“精”。此次两大军工集团展出了大量精确制导弹药，包括空地导弹、反坦克导弹、巡飞弹、制导火箭弹以及不同口径、制导原理的制导炮弹等。其中，最具特点的当属“蓝箭”5系列多平台模块化导弹。该系列导弹按照不同的制导方式分为电视制导型（A）、红外热成像型（B）以及激光半主动制导型（C）。这三个型号采用相同的弹体结构，可以根据不同的作战使用要求换装不同的导引头。此外，“蓝箭”5系列导弹不仅可以挂载在无人机、直升机上作为空地导弹，也能够装备在“猛士”等高机动装甲战车上作为车载反坦克导弹，实现多军兵种多平台的通用化。
第三个字是“灵”，也是本届珠海航展陆战装备最大的亮点，即无人作战车辆“百花齐放”。其中，中国兵器工业集团有限公司主打的型号为VU-T10和VU-T2履带式地面无人作战平台。前者属于中型无人战车，承载能力好，火力强大，火控系统先进，装备了1门30毫米自动炮、1挺7.62毫米并列机枪以及2枚“红箭”12反坦克导弹，可以说具备了与国外主流步兵战车正面对抗的实力。VU-T2则属于轻型无人战车，装备1挺14.5毫米机枪以及2枚轻型反坦克导弹，在火力上稍逊于VU-T10。但VU-T2轻型无人战车外形尺寸更小、隐蔽性更强、部署也更灵活，是进行伏击战和游击战的最强“尖兵”。
与中国兵器工业集团有限公司相比，中国兵器装备集团有限公司以“山猫”系列全地形车为基础改装的无人战车采用人员驾驶与作战遥控相结合的模式。这一系列无人战车保留了车体前部的双人驾驶座位，可以由作战人员驾驶车辆从出发地到达预定作战区域。之后，驾驶员负责观察和警戒，操作手以无线的方式远程遥控战车进入预设阵地，发现敌方目标后即可开火射击。这样既可以保证作战人员的安全，也能够达成出其不意的作战效果。
图文来源：环球时报、新华社、澎拜新闻
人工合成淀粉
前两天我国中国科学院天津工业生物技术研究所的科学家们在Science上发表了一项重要的研究成果，首次从二氧化碳出发合成了淀粉（以下简称人工合成淀粉或合成淀粉）。既然是首次，也就是说以前人们做不了这件事，这事在自然界是通过植物的光合作用完成的。有些网友说希望我讲讲这个话题，不过植物、太阳能、化学合成、固碳都不是我熟悉的领域，我只能站在生物学大领域的角度谈一谈，也不能保证说得对。
（一）研究的意义
这项研究的意义非常重大。我们知道地球上所有生命所需的能源归根结底都来自太阳光，但动物和真菌以及大部分的细菌都不会利用太阳光，只有植物和一些细菌（主要是蓝细菌）才能利用阳光的能量合成有机物，而我们动物只会把这些有机物氧化分解成二氧化碳和水等小分子。因此，在生态学上，植物是生产者，而我们是消费者，这是不是有点惭愧？现在如果我们也能从二氧化碳出发来合成糖类，那是不是意义很大？当然，这只是一种好玩的说法。实际上，这项研究在理论和技术上贡献都很大。比如，它并不是通过反复摸索试验最后侥幸成功的，而是先通过理论计算，找出候选途径，再去实验。虽然还是少不了摸索和试错，但计算显然起了非常大甚至是决定性的作用。其次，合成本身的技术对今后的研究也相当有价值。媒体的报道过于强调它潜在的应用价值，实际上它直接的贡献是理论和技术方面的，而应用还是比较远期的，现在还不好说。
（二）人工合成淀粉与光合作用的对比
光合作用是“光驱动的合成作用”的简称。光合作用分为光反应和暗反应。光反应这一步是通过叶绿素等色素吸收光子的能量来做两件事，一是获取高能量高活性的ATP；二是裂解水分子，放出氧气，并获得氢和电子（也就是还原力）。这一步的本质是把光能转变成了化学能，但这些化学能的存在形式是高活性，高反应性，不能长期储存，而暗反应那一步则是用这些化学能来固定二氧化碳，生成能够长期储存的化学能——糖类（葡萄糖和淀粉等）。显然，合成淀粉模拟的是暗反应这一步。
前两天看到一种说法，认为光合作用关键的是光反应，而合成淀粉的反应既没有利用太阳光的能源，也没有裂解水，也没有放出氧气，后面的固定二氧化碳以及合成淀粉还都得耗电，因此这项研究是蒙人的。这个说法看似有理，其实非常有失公允。暗反应也是光合作用中很重要的一步，怎么能当成无足轻重呢？而且涉及到光反应还有更重要的一个问题，就是我们下一节要讨论的能量转化效率的问题。
（三）光能转化的效率
既然这项技术是在模拟暗反应，那么有没有模拟光反应的技术呢？当然有了，那就是光伏发电啊。光伏发电一方面获得了电能，同时电能还可以分解水得到单质的氢和氧。你看这一步和植物的光反应是不是很像？而且，现在光伏发电的效率已经明显高于植物对阳光的利用。那么，我们用光伏发电，再用电能去驱动暗反应，生产有机物，岂不是很好？又怎么能叫蒙人呢？也就是说，人工光合作用的瓶颈其实并不在光反应，而是在暗反应。光伏发电有个短板是电能不好储存，合成淀粉恰恰能把电能变成化学能长期储存和运输。这项研究恰好在帮助人们突破这个瓶颈，这意义难道还不够大吗？
当然，所用电能也不局限于光伏发电，也可以是风电、水电、核电，总之只要成本合算就好。假如将来有了可控热核反应就更好。
（四）人工合成淀粉的应用前景
媒体报导的时候大多会着重于技术的应用，毕竟这一点容易牵动读者的神经，但是从目前看应用应该还是比较遥远的事。回想一下，大多数技术在应用之前不都是先有了汗牛充栋的论文吗？哪有开天辟地第一篇论文一出来就应用的？论文的作者在接受采访时说“从控制过程成本初步计算，只有当二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍，淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍，才能与农业种植竞争。因此，要想实现工业化生产，还需解决诸多的科技难题。”我觉得这个说法还是公允的。一方面是效率有待提高，另一方面还有其他的技术难题，比如设备的成本，就是说即使它的效率比农业高，但如果设备成本远远高于种子、化肥、农药、农机等等，那么还是不合算；另外，作物本身是0污染的（化肥农药农机有污染），那么这种合成反应除了产生淀粉还有没有其他有毒有害的副产物呢？凡此种种，都需要考虑。一项技术从诞生到应用，我们很难说从0到1更难，还是从1到10更难。但不论如何，人们已经完成了从0到1这一步。虽不应盲目乐观，但适度乐观展望一下还是可以的。
（五）合成食物
关于合成淀粉的应用，媒体讲的最多的是合成食物。然而，从应用的角度，合成食物可能会排得比较靠后。首先，食物的要求很高。农作物虽然生产效率不高，但它们是无毒无害的，农产品通常只需要碾米磨面这样的粗提就可以食用。而且，米糠、麦麸也无害，反而有益健康。可是，人工合成的淀粉就不一样了，很可能伴有有毒的副产物，这样提取的难度和成本就会很高。况且，人类也不需要吃纯淀粉。甚至，家畜家禽也不太需要吃纯淀粉。因此，合成淀粉应用的大头应该首先是作为工业原料。事实上，粮食产品很多也作为工业原料，比如说抗生素的发酵就要用掉大量的玉米淀粉、玉米油、玉米浆、豆油、豆饼等等；人们还用玉米淀粉来生产酒精作为汽车的能源等等。如果合成淀粉能够作为这些工业的原料，我们就能省下更多的耕地来种植人类食物和牲畜的饲料。另外，纤维素和淀粉的结构非常相似，都是多聚葡萄糖。如果能够合成纤维素，就可以生产纸张和布匹，也能节约森林并减少棉麻等纤维作物的种植。总之，我们不必太纠结合成淀粉的“能好怎”。
还有的媒体刻意提到中国人的主食是淀粉来彰显这项研究的意义，这个也大可不必。我国主食淀粉已然太多，应该减少，更不该添加纯淀粉。这项研究已经非常伟大的，不必找不合适的理由给它贴金。
（六）外星球移民
还有不少媒体讲到这项技术在移民外星球上的应用的，这个就属于畅想了。如果一个星球有光、二氧化碳和水，温度也合适，那就可以投放蓝细菌了。实际上，这样的星球很难找，而且我们除了月球也很难登上任何其他的星球，能不能合成淀粉有什么重要的呢？我还是那句话，地球上的南北极、青藏高原、撒哈拉沙漠都比外星球环境好，先把那些地方建成合成淀粉的基地再说外星球吧。
（七）农牧业与医学的工业化
跟工业相比，农牧业和医学这两个基于生物学的行业一直是发展非常滞后的。大趋势上，它们的未来也应该工业化，比如农牧业应该不局限于用植物来生产营养物质，而医学上用的器官和血液也应该不受限于人类供体，都应该能够工业化生产。那样，人类社会的结构会发生天翻地覆的改变。当然这个也属于远景的畅想了。
（八）固定二氧化碳
固碳这事我有点懒得讲，虽然它很热门。合成淀粉固然可以固碳，但淀粉大多不会囤着不用，一用又变成二氧化碳了。而且，目前固碳的声势很大程度是政治上的考量，常常偏离实际。这次的突破国内一片欢腾，外网好像动静不大（也许我眼拙，如果你看到很多报道请告诉我）。发在Science上的真材实料总也值得很多报道吧，假如是西方人做的研究或许会不一样。
最后想说这样两句话：
不要指望一项伟大的研究能够毕全功于一役，也不要因为一项研究不能毕全功于一役就否定它是伟大的研究，这就好比人类第一次发射火箭是一些伟大的成就，但它还远远不能把人类送上火星，后者需要无数伟大的研究串起来才行，但你总不能说发射火箭也算不了什么，反正也上不了火星。
前两天我国中国科学院天津工业生物技术研究所的科学家们在Science上发表了一项重要的研究成果，首次从二氧化碳出发合成了淀粉（以下简称人工合成淀粉或合成淀粉）。既然是首次，也就是说以前人们做不了这件事，这事在自然界是通过植物的光合作用完成的。有些网友说希望我讲讲这个话题，不过植物、太阳能、化学合成、固碳都不是我熟悉的领域，我只能站在生物学大领域的角度谈一谈，也不能保证说得对。
（一）研究的意义
这项研究的意义非常重大。我们知道地球上所有生命所需的能源归根结底都来自太阳光，但动物和真菌以及大部分的细菌都不会利用太阳光，只有植物和一些细菌（主要是蓝细菌）才能利用阳光的能量合成有机物，而我们动物只会把这些有机物氧化分解成二氧化碳和水等小分子。因此，在生态学上，植物是生产者，而我们是消费者，这是不是有点惭愧？现在如果我们也能从二氧化碳出发来合成糖类，那是不是意义很大？当然，这只是一种好玩的说法。实际上，这项研究在理论和技术上贡献都很大。比如，它并不是通过反复摸索试验最后侥幸成功的，而是先通过理论计算，找出候选途径，再去实验。虽然还是少不了摸索和试错，但计算显然起了非常大甚至是决定性的作用。其次，合成本身的技术对今后的研究也相当有价值。媒体的报道过于强调它潜在的应用价值，实际上它直接的贡献是理论和技术方面的，而应用还是比较远期的，现在还不好说。
（二）人工合成淀粉与光合作用的对比
光合作用是“光驱动的合成作用”的简称。光合作用分为光反应和暗反应。光反应这一步是通过叶绿素等色素吸收光子的能量来做两件事，一是获取高能量高活性的ATP；二是裂解水分子，放出氧气，并获得氢和电子（也就是还原力）。这一步的本质是把光能转变成了化学能，但这些化学能的存在形式是高活性，高反应性，不能长期储存，而暗反应那一步则是用这些化学能来固定二氧化碳，生成能够长期储存的化学能——糖类（葡萄糖和淀粉等）。显然，合成淀粉模拟的是暗反应这一步。
前两天看到一种说法，认为光合作用关键的是光反应，而合成淀粉的反应既没有利用太阳光的能源，也没有裂解水，也没有放出氧气，后面的固定二氧化碳以及合成淀粉还都得耗电，因此这项研究是蒙人的。这个说法看似有理，其实非常有失公允。暗反应也是光合作用中很重要的一步，怎么能当成无足轻重呢？而且涉及到光反应还有更重要的一个问题，就是我们下一节要讨论的能量转化效率的问题。
（三）光能转化的效率
既然这项技术是在模拟暗反应，那么有没有模拟光反应的技术呢？当然有了，那就是光伏发电啊。光伏发电一方面获得了电能，同时电能还可以分解水得到单质的氢和氧。你看这一步和植物的光反应是不是很像？而且，现在光伏发电的效率已经明显高于植物对阳光的利用。那么，我们用光伏发电，再用电能去驱动暗反应，生产有机物，岂不是很好？又怎么能叫蒙人呢？也就是说，人工光合作用的瓶颈其实并不在光反应，而是在暗反应。光伏发电有个短板是电能不好储存，合成淀粉恰恰能把电能变成化学能长期储存和运输。这项研究恰好在帮助人们突破这个瓶颈，这意义难道还不够大吗？
当然，所用电能也不局限于光伏发电，也可以是风电、水电、核电，总之只要成本合算就好。假如将来有了可控热核反应就更好。
（四）人工合成淀粉的应用前景
媒体报导的时候大多会着重于技术的应用，毕竟这一点容易牵动读者的神经，但是从目前看应用应该还是比较遥远的事。回想一下，大多数技术在应用之前不都是先有了汗牛充栋的论文吗？哪有开天辟地第一篇论文一出来就应用的？论文的作者在接受采访时说“从控制过程成本初步计算，只有当二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍，淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍，才能与农业种植竞争。因此，要想实现工业化生产，还需解决诸多的科技难题。”我觉得这个说法还是公允的。一方面是效率有待提高，另一方面还有其他的技术难题，比如设备的成本，就是说即使它的效率比农业高，但如果设备成本远远高于种子、化肥、农药、农机等等，那么还是不合算；另外，作物本身是0污染的（化肥农药农机有污染），那么这种合成反应除了产生淀粉还有没有其他有毒有害的副产物呢？凡此种种，都需要考虑。一项技术从诞生到应用，我们很难说从0到1更难，还是从1到10更难。但不论如何，人们已经完成了从0到1这一步。虽不应盲目乐观，但适度乐观展望一下还是可以的。
（五）合成食物
关于合成淀粉的应用，媒体讲的最多的是合成食物。然而，从应用的角度，合成食物可能会排得比较靠后。首先，食物的要求很高。农作物虽然生产效率不高，但它们是无毒无害的，农产品通常只需要碾米磨面这样的粗提就可以食用。而且，米糠、麦麸也无害，反而有益健康。可是，人工合成的淀粉就不一样了，很可能伴有有毒的副产物，这样提取的难度和成本就会很高。况且，人类也不需要吃纯淀粉。甚至，家畜家禽也不太需要吃纯淀粉。因此，合成淀粉应用的大头应该首先是作为工业原料。事实上，粮食产品很多也作为工业原料，比如说抗生素的发酵就要用掉大量的玉米淀粉、玉米油、玉米浆、豆油、豆饼等等；人们还用玉米淀粉来生产酒精作为汽车的能源等等。如果合成淀粉能够作为这些工业的原料，我们就能省下更多的耕地来种植人类食物和牲畜的饲料。另外，纤维素和淀粉的结构非常相似，都是多聚葡萄糖。如果能够合成纤维素，就可以生产纸张和布匹，也能节约森林并减少棉麻等纤维作物的种植。总之，我们不必太纠结合成淀粉的“能好怎”。
还有的媒体刻意提到中国人的主食是淀粉来彰显这项研究的意义，这个也大可不必。我国主食淀粉已然太多，应该减少，更不该添加纯淀粉。这项研究已经非常伟大的，不必找不合适的理由给它贴金。
（六）外星球移民
还有不少媒体讲到这项技术在移民外星球上的应用的，这个就属于畅想了。如果一个星球有光、二氧化碳和水，温度也合适，那就可以投放蓝细菌了。实际上，这样的星球很难找，而且我们除了月球也很难登上任何其他的星球，能不能合成淀粉有什么重要的呢？我还是那句话，地球上的南北极、青藏高原、撒哈拉沙漠都比外星球环境好，先把那些地方建成合成淀粉的基地再说外星球吧。
（七）农牧业与医学的工业化
跟工业相比，农牧业和医学这两个基于生物学的行业一直是发展非常滞后的。大趋势上，它们的未来也应该工业化，比如农牧业应该不局限于用植物来生产营养物质，而医学上用的器官和血液也应该不受限于人类供体，都应该能够工业化生产。那样，人类社会的结构会发生天翻地覆的改变。当然这个也属于远景的畅想了。
（八）固定二氧化碳
固碳这事我有点懒得讲，虽然它很热门。合成淀粉固然可以固碳，但淀粉大多不会囤着不用，一用又变成二氧化碳了。而且，目前固碳的声势很大程度是政治上的考量，常常偏离实际。这次的突破国内一片欢腾，外网好像动静不大（也许我眼拙，如果你看到很多报道请告诉我）。发在Science上的真材实料总也值得很多报道吧，假如是西方人做的研究或许会不一样。
最后想说这样两句话：
不要指望一项伟大的研究能够毕全功于一役，也不要因为一项研究不能毕全功于一役就否定它是伟大的研究，这就好比人类第一次发射火箭是一些伟大的成就，但它还远远不能把人类送上火星，后者需要无数伟大的研究串起来才行，但你总不能说发射火箭也算不了什么，反正也上不了火星。
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