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。

假如村上春树说的这句话是真的,那么我只有一个月不到的生命了
想想真是可怕,明明才26岁,生活还没有开始,怎么就要死了呢
本以为今年春天的自己猝死概率是百分之50,最终不也赖活到了秋天?
所以,我不能死,多经历两年生活的苦,再死也不迟吧
况且我还没有经历过生活的苦,凭什么就要死了呢
我还要活到八十八

#狭路相逢#

买了可乐和鸡翅,腌一会后放进电饭煲。炒上一份快手小龙虾。果盘里有一小对合柿,和和美美。两颗圆润地和果子,团团圆圆。开一瓶白葡萄酒。再加一小碗素面。

今年没有买蛋糕,也没有点外卖,很享受自己专心做一餐生日宴的感觉。这样认真准备款待自己的过程,是个进步的状态。

可乐鸡翅下锅之后我去收拾了一下衣柜。拣出来一些要扔的旧衣:

一条灰色的半身裙,每次穿腹部都会被勒出红痕,上台阶还经常踩到裙摆。

人生第一次拿到工资时给自己买的一身夏装。早已破旧但一直舍不得扔,今年夏天更是一次也没穿过。

颜色不合适且已经损坏的长裙。

母亲买的,穿上不再合身且必须用84洗的纯白上衣。

2016年第一次参加朋友婚时礼特意买的长裤,只穿过一次。一直不喜欢。

前两年买的粉色毛衣,绒面已经破损,贴身穿的时候觉得皮肤不透气。

扔掉这些衣服真的是让我本就不丰富的衣柜更加空旷。打开购物软件想添置新的,却发现完全没必要。

东北降温很快,几乎省略了秋天的概念。现有的几套秋冬装都还能穿。最重要的是,我不想把每年寥寥几次的买衣服的体验用在网购上。

我还是想留着两个人一起逛街,慢慢走,慢慢看。不知何时起,逛街买衣服已经成为生活里很奢侈的项目。因为总是没有时间和别人凑到一起。所以一起为对方挑选新衣,也莫名有了纪念意义。

既然不买衣服,于是又想,不如买个礼物吧。花不少时间翻遍收藏夹,结果发现我没有任何想买的物品。

买书吗?前几天趁活动刚买了一些。作为日常用品,书几乎不具备生日礼物的意义。买其他物件儿吗,我好像什么都不缺。

现在的我已经没有了当年那种很执着、近乎痴迷疯狂的想得到某样物品的心情。

以前有过。2016年吧。买房前夕。感觉那是迄今为止最困窘地一段日子。你知道我被什么难住吗?一个400块的手帐本的书衣。

就这400块,生生地让我体验了一把什么叫抓心挠肝,什么叫自叹命薄。得不到它的那种怨恨和贪婪把我整个人焚烧了几天几夜。我捶胸叹气,第一次明确认识到什么叫“穷”。

直到现在我还会时不时搜索这款书衣,但已经没了当年的热爱和冲动。觉得也就是一个平平无奇的花样,怎么值得曾经的我为得不到它而痛哭流涕?

但那就是我走到今天的自己面前所不可获取的一级台阶。我迈上来了。过程不美好,但收获良多。

坦白说,今天的我已经没有任何想要得到的东西了。所有我人生中最想要的,最渴望的,在29岁之前,已经全部实现、完成。

如果说人生是一场游戏,那么开始游戏前的那个心动目标,比如打上王者,或者穿上最新的校服,这些最初的愿景我已全部实现了。

假如明天是世界末日,或者我就此长眠不醒,我亦不会再有任何遗憾和不甘。

所有一切为了得到的努力,和为了放弃的努力,走到今天,我心甘情愿。

我的人生至此已经算得上圆满。别无所求。

有人说,你可以把明天当做新的轮回起点。把余生每一天当做命运的额外馈赠。余下的都是幸运、都是恩赐。我想这个想法对我来说是合理的。

因为我的游戏已经通关。我没有什么执念和挂念了。未来那些,顶多算是体验环节。是通关后额外给我打发时间的娱乐方式。那就是我接下来的人生。

从今往后我所做的一切,都不再是为了某个必要的目的而做。而仅仅是,为了试试看而做。即使再有得到或失去,也不会影响我已完成的人生。因为后来的这些,都是赠品的范畴。

我不是一个眷恋人世的人。也从不认为生而为人值得庆贺。从我第一次有自己的明确信念起,我所虔诚深信的概念就是“人生如逆旅,我亦是行人。”。所有一切都会散去,耗尽。所有被留下的只是冥冥中一点灵魂的花火。

但那传递者,将不再是我。

29岁,是一个开始,也是一种结束。是一个起点,也是一个终点。是好戏上映,也是曲终人散。

我不是一个聪明的学生,不是一个好运气的孩子,也不是一个成功的人。甚至在很多人眼里,我,跟以上这些完全相反。

我有很多面,曾经走到自己的最极端。
我犯过错,付出过代价。
我跌进过地狱最底层的深渊,孽火至今未曾熄灭。
我距离自己越来越近,距离血亲越来越远。
我在最可悲的虚伪里长大,终于养成了一副无法容忍任何虚伪的硬骨。
我逃避过所谓最寻常的世俗。
我目睹过最恶劣的人性。
我是闭口不言的鲸。
是亟待撕咬的豹。
是体内蕴藏剧毒的竹叶青。

但不知为何,命运总是对我眷顾非常。

我时常猜测,它究竟想在什么时候,以什么方式,收取这些年来迟迟未曾收缴的利息。

我也会自我安慰,也许我就是这种命格,危急关头总有神兵天降。

但无所谓了。想完成的已经完成。想得到的已经得到。虽然付出了一些代价,受过伤,流过血。但总算都成正比。

未来那些,无论是什么,既属于我,也不属于我了。

生命是一个延续的生存过程。我们无法选择延续多久。但可以选择如何延续。我该如何延续,还没有全部想好。

但我知道,已经到了要做新的决定的时刻。

29岁,我与自己,已是狭路相逢。


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