如何打造一个智慧物流园区？
这几年，物流园区的智能化升级和数字化改造成为政府文件、企业规划、宣传材料上的常见项，各式各样的智慧物流园区层出不穷。但是在前卫的“智慧”名头下，大多数智慧物流园区其实仅仅是购置了自动化设备、添加了IT项目，尽管这样的“智慧”能够提高效率，却和“智慧”的颠覆性相去甚远。
不理想之处1：局部化
在市场上，可能现在很难找到一个完整的智慧物流园区，大多数是在传统物流园区的基础上有一些“智慧”模块，比如视频联网、数字月台、仓储机器人等等。
总体来看，“智慧”的覆盖率偏低：一是园区内设备、空间的覆盖偏低;二是园区内作业环节的覆盖偏低;三是跨园区物流全程的覆盖偏低。
于是，出现了两个“局部化”。从园区单点来看，是局部“智慧插件”，难以实现整个园区的系统升级;从物流全网来看，是局部“智慧孤岛”，难以实现整个网络的互动改进。
不理想之处2：脸谱化
在市场上，有很多包含了软硬件的一站式智慧物流园区解决方案供应商。只要愿意花钱，打造一个智慧物流园区似乎很容易。客观上市场上大部分物流园区主要是靠租金收益的业主，熟悉业务、打造适合业务的系统、购置经济适用的设备，是一个大投入、长周期的痛苦过程，而且收益未知。
所以，实际上大部分物流园区在“智慧”方面的投入并不是大手笔，往往是在有限预算下保障必要的功能，有些赶时髦、不掉价的感觉。于是，在宣传的概念化和实操的简单化交织下，智慧物流园区彼此之间都很像，往往具备相似的功能、模块，能够对园区进行一定程度的可视化在线展示，但是这些都没有对实际业务产生颠覆性的再创造。
不理想之处3：浅层化
智慧发展这条路很长，有物理和虚拟两条主线，是一个虚实结合的过程，有很多阶段，对应产生很多概念。
物理层面主要是去人工。
首先是机械化(mechanized)，推进机器替代人工;
其次是自动化(automated)，结合自动控制和信息处理，减少人工操作、干预，以固定模式实现机器自运行;
第三是智能化(intelligentized)，在数字驱动下具备自我判断能力，能够动态实现机器自运行。
虚拟层面主要是强感知。首先是信息化(informationized)，利用计算机技术、网络技术、通信技术，实现支撑决策的有效数据的汇集、处理;其实是数字化(digitized)，将产生数据的业务、实体，也转变为有效数据，打通线上线下场景;第三是网联化(connected)，更大范围跨时空实现远程感知和动态控制。
物理层面和虚拟层面是相互促进、互为前提的，而两者的深度交融，才能产生智慧化(intellectualized)，也就是在全局状态的清晰感知下，对结果预判和优选后，进行综合决策的高级阶段。简单说，就像我们的大脑，不仅控制着我们身体的各个器官，也处理着我们个体与社会的互动关系。
很显然，当前市面上的智慧物流园区还没有真正达到智慧化的阶段。目前，数字化、智能化、网联化、智慧化都是热词，并且似是而非，容易产生认知上的混淆。客观判断当前，数字化还需要“新基建”来补齐，智能化还局限在部分领域个别产品，网联化才刚刚起步，在这些前提下，给自己打上智慧化的logo是不是有些超前了?
总体来看，大量物流园区还停留在机械化-信息化阶段，少数标杆物流园区(主要是龙头电商快递物流园区等类型)也只是刚刚步入数字化-智能化阶段，都还处于智慧化的“浅水区”。
或许，当前众多智慧物流园区代表了一种发展愿景，智慧化是趋势，也是未来必定的场景。那么，我们一起畅想一下，真正的智慧物流园区应该长什么样子呢?
智慧物流园区本质是在需求牵引下对供给的优化，那么核心就是两条：一是更精准地契合需求的变化，二是更有力地打破供给的约束。
据此猜测，可能未来的智慧物流园区将出现“100X”的特征。
特征1：网络一体
前面提到智慧化的前一个步骤是网联化，逆向思维来看，智慧化的前提是网络环境，而物流的前提也是网络基础。所以智慧物流园区一定是建立在网络上的，这里的网络包括三张网。
首先是综合交通网，在物理层面节点和通道融合一体。其次是物流服务网，在组织层面设施与服务融合一体。最后是数字互联网，是在虚拟层面，线下和线上融合一体。
可以说，网络是智慧物流园区的根本。只有在网络环境下，智慧物流园区具有决策的需求和价值，也只有在网络环境下，智慧物流园区才具备执行决策的方案和资源。
特征2：无人运行
在一定程度上，智慧化是更加高级的智能化，而智能化的必然结果就是大规模的机器替代人工，不只是人的体力劳动，还包括脑力劳动。所以人工减少将从一线作业，退到后台管理，再退到远程操控，所需要的人力将是几何级减少。
而智慧型物流园区只是智慧物流网中台远程管理的众多节点之一，未来出现完全无人的智慧物流园区不是没有可能。
可以说，无人将成为智慧物流园区的重要标签之一，它的价值不在于人工成本节省的经济账，而在于物流园区布局建设将更加自由，打破地形、气候等人工需求约束。或许，未来智慧物流园区将伴随智慧工厂进入地下、水下、雪山等极端作业地点，对人类社会的生产模式和生活方式将产生颠覆性改变。
特征3：绿电运行
可持续发展已经是人类共识，绿色已经成为口号的必选词汇。换个角度来看，实际上每一次的工业革命，背后都有能源革命的影子，从煤炭到石油、电力，再到新能源。
其实整个过程都在不断寻找2个问题的最优解：一是如何提高资源转化能源的效率;二是如何提高能源转化生产的效率。
现在来看，我们已经找到了未来很长一段时间内，这两个问题的最优解，那就是“新能源——电力——生产”。这是环境约束和人类需求的平衡点。而智慧物流园区需要的能源主要是电，那么利用光、风、水自发电，或购买绿电，就一定成为主流。
可以说，智慧物流园区一定是能消耗的大户，在未来碳配额、碳交易成为常态的零碳场景下，屋顶光伏发电、风电等分布式发电将大大普及。考虑到氢能在物流中的潜力，还可能有不少的物流园区会拓展电解制氢、加氢的业务。届时，智慧物流园区将推动物流服务网与清洁能源网融合发展。
特征4：场景细分
物流业需求多元，在条件能力不足时，只能把非标的需求按照标准化流程运行，难以实现成本和质量的同向提升。但智慧化最大的魅力就是能够实现定制化批量供给。
对于物流业来说，物流园区在一定程度上是物流全链条最特殊的场景。物流的路径、运输方式、包装等等都在这里决定。智慧物流园区一定能批量化实现所有用户对物流地点、时间、数量、成本、质量等个性化需求。那么在这个过程中，智慧物流园区必然将进一步细分物流场景，项目都各有特点、各具主题，高质量实现供需对接，不会出现普遍、同质的千人一面。
可以说，智慧物流园区的交互性极强，能为用户带来优质的物流体验，并且物流服务的链条不断延伸深化。伴随这一特点，智慧物流园区也具有快速的迭代性，各种功能不断叠加、创新、优化，并借助物流服务网的资源，不断拓宽服务的时空范围、业态边界。
这几年，物流园区的智能化升级和数字化改造成为政府文件、企业规划、宣传材料上的常见项，各式各样的智慧物流园区层出不穷。但是在前卫的“智慧”名头下，大多数智慧物流园区其实仅仅是购置了自动化设备、添加了IT项目，尽管这样的“智慧”能够提高效率，却和“智慧”的颠覆性相去甚远。
不理想之处1：局部化
在市场上，可能现在很难找到一个完整的智慧物流园区，大多数是在传统物流园区的基础上有一些“智慧”模块，比如视频联网、数字月台、仓储机器人等等。
总体来看，“智慧”的覆盖率偏低：一是园区内设备、空间的覆盖偏低;二是园区内作业环节的覆盖偏低;三是跨园区物流全程的覆盖偏低。
于是，出现了两个“局部化”。从园区单点来看，是局部“智慧插件”，难以实现整个园区的系统升级;从物流全网来看，是局部“智慧孤岛”，难以实现整个网络的互动改进。
不理想之处2：脸谱化
在市场上，有很多包含了软硬件的一站式智慧物流园区解决方案供应商。只要愿意花钱，打造一个智慧物流园区似乎很容易。客观上市场上大部分物流园区主要是靠租金收益的业主，熟悉业务、打造适合业务的系统、购置经济适用的设备，是一个大投入、长周期的痛苦过程，而且收益未知。
所以，实际上大部分物流园区在“智慧”方面的投入并不是大手笔，往往是在有限预算下保障必要的功能，有些赶时髦、不掉价的感觉。于是，在宣传的概念化和实操的简单化交织下，智慧物流园区彼此之间都很像，往往具备相似的功能、模块，能够对园区进行一定程度的可视化在线展示，但是这些都没有对实际业务产生颠覆性的再创造。
不理想之处3：浅层化
智慧发展这条路很长，有物理和虚拟两条主线，是一个虚实结合的过程，有很多阶段，对应产生很多概念。
物理层面主要是去人工。
首先是机械化(mechanized)，推进机器替代人工;
其次是自动化(automated)，结合自动控制和信息处理，减少人工操作、干预，以固定模式实现机器自运行;
第三是智能化(intelligentized)，在数字驱动下具备自我判断能力，能够动态实现机器自运行。
虚拟层面主要是强感知。首先是信息化(informationized)，利用计算机技术、网络技术、通信技术，实现支撑决策的有效数据的汇集、处理;其实是数字化(digitized)，将产生数据的业务、实体，也转变为有效数据，打通线上线下场景;第三是网联化(connected)，更大范围跨时空实现远程感知和动态控制。
物理层面和虚拟层面是相互促进、互为前提的，而两者的深度交融，才能产生智慧化(intellectualized)，也就是在全局状态的清晰感知下，对结果预判和优选后，进行综合决策的高级阶段。简单说，就像我们的大脑，不仅控制着我们身体的各个器官，也处理着我们个体与社会的互动关系。
很显然，当前市面上的智慧物流园区还没有真正达到智慧化的阶段。目前，数字化、智能化、网联化、智慧化都是热词，并且似是而非，容易产生认知上的混淆。客观判断当前，数字化还需要“新基建”来补齐，智能化还局限在部分领域个别产品，网联化才刚刚起步，在这些前提下，给自己打上智慧化的logo是不是有些超前了?
总体来看，大量物流园区还停留在机械化-信息化阶段，少数标杆物流园区(主要是龙头电商快递物流园区等类型)也只是刚刚步入数字化-智能化阶段，都还处于智慧化的“浅水区”。
或许，当前众多智慧物流园区代表了一种发展愿景，智慧化是趋势，也是未来必定的场景。那么，我们一起畅想一下，真正的智慧物流园区应该长什么样子呢?
智慧物流园区本质是在需求牵引下对供给的优化，那么核心就是两条：一是更精准地契合需求的变化，二是更有力地打破供给的约束。
据此猜测，可能未来的智慧物流园区将出现“100X”的特征。
特征1：网络一体
前面提到智慧化的前一个步骤是网联化，逆向思维来看，智慧化的前提是网络环境，而物流的前提也是网络基础。所以智慧物流园区一定是建立在网络上的，这里的网络包括三张网。
首先是综合交通网，在物理层面节点和通道融合一体。其次是物流服务网，在组织层面设施与服务融合一体。最后是数字互联网，是在虚拟层面，线下和线上融合一体。
可以说，网络是智慧物流园区的根本。只有在网络环境下，智慧物流园区具有决策的需求和价值，也只有在网络环境下，智慧物流园区才具备执行决策的方案和资源。
特征2：无人运行
在一定程度上，智慧化是更加高级的智能化，而智能化的必然结果就是大规模的机器替代人工，不只是人的体力劳动，还包括脑力劳动。所以人工减少将从一线作业，退到后台管理，再退到远程操控，所需要的人力将是几何级减少。
而智慧型物流园区只是智慧物流网中台远程管理的众多节点之一，未来出现完全无人的智慧物流园区不是没有可能。
可以说，无人将成为智慧物流园区的重要标签之一，它的价值不在于人工成本节省的经济账，而在于物流园区布局建设将更加自由，打破地形、气候等人工需求约束。或许，未来智慧物流园区将伴随智慧工厂进入地下、水下、雪山等极端作业地点，对人类社会的生产模式和生活方式将产生颠覆性改变。
特征3：绿电运行
可持续发展已经是人类共识，绿色已经成为口号的必选词汇。换个角度来看，实际上每一次的工业革命，背后都有能源革命的影子，从煤炭到石油、电力，再到新能源。
其实整个过程都在不断寻找2个问题的最优解：一是如何提高资源转化能源的效率;二是如何提高能源转化生产的效率。
现在来看，我们已经找到了未来很长一段时间内，这两个问题的最优解，那就是“新能源——电力——生产”。这是环境约束和人类需求的平衡点。而智慧物流园区需要的能源主要是电，那么利用光、风、水自发电，或购买绿电，就一定成为主流。
可以说，智慧物流园区一定是能消耗的大户，在未来碳配额、碳交易成为常态的零碳场景下，屋顶光伏发电、风电等分布式发电将大大普及。考虑到氢能在物流中的潜力，还可能有不少的物流园区会拓展电解制氢、加氢的业务。届时，智慧物流园区将推动物流服务网与清洁能源网融合发展。
特征4：场景细分
物流业需求多元，在条件能力不足时，只能把非标的需求按照标准化流程运行，难以实现成本和质量的同向提升。但智慧化最大的魅力就是能够实现定制化批量供给。
对于物流业来说，物流园区在一定程度上是物流全链条最特殊的场景。物流的路径、运输方式、包装等等都在这里决定。智慧物流园区一定能批量化实现所有用户对物流地点、时间、数量、成本、质量等个性化需求。那么在这个过程中，智慧物流园区必然将进一步细分物流场景，项目都各有特点、各具主题，高质量实现供需对接，不会出现普遍、同质的千人一面。
可以说，智慧物流园区的交互性极强，能为用户带来优质的物流体验，并且物流服务的链条不断延伸深化。伴随这一特点，智慧物流园区也具有快速的迭代性，各种功能不断叠加、创新、优化，并借助物流服务网的资源，不断拓宽服务的时空范围、业态边界。
#健康像喝水一样简单# 根据《人类神经科学杂志》报道：当我们坚持每天喝足水，大脑会反应更快。由于大脑需要大量的氧气来有效地工作，而水是其中的一个重要来源，它帮助你思考并帮助你集中注意力，它还能让我们敏锐、聪明、反应快速。每天喝8到10杯水，能让我们的认知能力提高30%哦~#健康喝水选涟漪#
【人工合成淀粉：迷宫寻途2000天】2015年初，还在国外访问交流的蔡韬接到了马延和的电话：“未来所里计划做人工合成淀粉的项目，凭空制造。”
“凭空制造？这可能吗？”他有点惊讶。
6年后，他们把不可能变成了现实。中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称中科院天津工业生物所）通过复杂代谢途径的从头设计与精准调控，在国际上首次实现电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉。9月24日，这一研究成果于《科学》在线发表。
图：实验人员在做淀粉遇碘显色试验。 倪思洁摄
△ 从0到1 从无到有
淀粉作为一类重要的高分子碳水化合物，为人类生存提供了所需的热量。1万多年来，农业种植都是生产淀粉的唯一途径。
可植物光合作用的能量效率低、生长周期长，为了应对粮食安全问题，科学家探索出了杂交育种、模块育种、分子育种等办法，还建立了人工光合系统。
“但这些都没有脱离植物本身的固碳模式。就像是跑得再快，本质上还要依靠双脚。能不能跳出这个模式，造一辆汽车呢？”中科院天津工业生物所所长、人工合成淀粉项目首席科学家马延和说。
与此同时，我国的二氧化碳减排压力巨大，而以二氧化碳为原料合成所需物质是摆在所有科学家面前的一道难题。
“利用二氧化碳合成淀粉”，一听说这个项目，即便是领域内的知名专家也纷纷摇头，“植物的光合作用已存在十几亿年，至今还未完全弄清楚系统机制，你们能从头合成”？
大家的质疑不无道理，这是从没有人做过的事，翻遍所有文献库，也找不到任何关于合成路径、研究方法的线索。
2018年7月24日下午，中科院天津工业生物所副研究员、人工合成淀粉项目经理蔡韬在实验室楼上的会议室里，准备参加中科院重点项目阶段评审会。自立项以来，他和同事已试验了两年多，尝试了无数次，但都以失败告终，眼看着为期3年的项目就要完结，他们的压力积攒到了最大值。
3点多钟，蔡韬接到了实验室技术员乔婧发来的一张照片。照片中并排的3个试剂管，中间的碘溶液呈淡淡的蓝紫色，与左右两边的无色和深蓝色状态对比明显。
“两边的是对照组，中间的是最新一次的试验结果，与碘溶液反应变蓝。”乔婧说。
蔡韬立即打电话确认，得到肯定的回复后，仍不放心，一路小跑至实验室，直到亲眼见到试剂管，他才抑制不住地喊道，“太好了！太好了！我汇报时终于可以说‘制造路径全线打通’。”
技术员孙红兵记得，那天大家都很开心，蔡老师一改往日的严肃，脸上挂满了笑容。
“相当于长征路上的遵义会议。”“那真是我见过最美的颜色。”蔡韬对《中国科学报》记者说。
至此，人工合成淀粉正式迈出了“从0到1”的一步，人类对于生命科学的认知边界又拓宽了一点。
△ 迷宫寻途 从有到优
成功的喜悦抹平了此前所有的遗憾，以至于他们在讲述研究历程时，会下意识地将前期困难一笔带过。
可最初接到这一项目时，就连他们自己都不相信能做出来。自然反应中，淀粉合成与积累涉及约60步代谢反应和细胞器间运输，在工业生产中，必须将其简化，又必须保证所有反应的充分和精准。
因此，如何将农业中复杂的合成途径简化为工业生产所需的简单合成途径，是人工合成淀粉面临的最大挑战。
经过计算机算法挖掘和筛选，研究人员在起点二氧化碳和终点淀粉之间，最终锁定了30条可能的路径，每一条包含9~12步重要反应。
每一条可能的路径都是一座“迷宫”。他们就处在每座首尾相连、层层嵌套的迷宫入口。每一座迷宫中又有数个“关卡”，也就是生化反应，想要过关，必须寻找到相应的“钥匙”，即能催化反应的特定的酶。
等到好不容易通关时，往往还是见不到淀粉。毕竟可能的路径有30条，只有走对了唯一的一条，才算成功。
“这些被看作‘钥匙’的酶可能存在于自然界中，也可能并不存在，需要重新设计。最难的是，不同于‘一把钥匙开一把锁’，同一个酶能催化多个反应，但又会带来‘副作用’。”蔡韬说。
6年中，有近一半的时间，他们都卡在这些不同的路径里，有时找不到高效催化反应的酶；有时酶会优先和前面的底物反应，而后面的底物无酶可用；有时只能走通某一部分。
为了通过迷宫中的层层关卡，蔡韬等人与十几个课题组合作。“一个团队力量有限，希望能找到细分领域里最专业的人来合作。”他说。
那时的孙红兵、乔婧都变得异常敏感，她们怀疑自己做的每一个步骤。“可能是溶液加错、剂量没看准，是自己犯了低级错误”。可每一次重复后，她们不得不面对的事实是，操作没有错误，这条路行不通。
“与课题组同时进行多个课题不同，我们是项目制管理，6年中只有这一个项目，所以无论遇到什么都不会放弃。”蔡韬说，“最坏的结果就是失败，科研中的失败再正常不过，大不了从头再来。”
一次，蔡韬外出交流，会上有位科学家提出“利用二氧化碳电/氢还原合成甲醇”。“听到这个思路的一瞬间，我打了个激灵，脑子像通了电一样。我们是不是能以此为鉴，先将二氧化碳转化成甲醇，再将甲醇合成淀粉？”他说。
后来，便有了那张碘溶液呈淡蓝色的照片。
9月15日，《中国科学报》记者在中科院天津工业生物所看到，蔡韬手持一个15毫升的离心管，里面装有大半管的白色粉末，他介绍，“这是利用二氧化碳合成的第一管淀粉，与植物提取淀粉一模一样。”
如果说2018年他们完成了“从无到有”，那么从2018年至今，他们实现了“从有到优”。
△ 走出迷宫 探寻未知
在人工合成淀粉的试验中，蔡韬要找“最简单的路径”，在生活中，他也是如此。从家里到研究所，通常他会选择转弯最少、红绿灯最少的那一条路，慢慢地走。“这条路最直，行人也少，便于专心思考问题。”他说。
在孙红兵看来，蔡老师太想做成了，他满脑子都是项目，只要讨论试验，他的双眼便会立刻亮起来，声调也变得丰富。
“最让我感动的是，为了让我们专心试验，他会铺好所有的路，大到试验设计、与其他合作者沟通试验技术，小到买三角瓶、试剂管，6年来的每一天，他一刻都不愿耽搁。”孙红兵告诉《中国科学报》。
也正是如此，他们才能在相对短的时间内，完成对关键酶的定向改造，耦合从二氧化碳到甲醇的化学过程与从甲醇到淀粉的生物过程中反应条件的兼容，最终将合成效率提高130倍。与植物自然生成相比，其碳转化率提高了20~40倍。
实验室的小会议室，见证着他们的每一次讨论与争执，也见证着71页论文文稿的55次修改。
“蔡老师对文稿熟悉到什么程度呢？前几天我们需要查两个单词，单词所在的页数和位置，他脱口而出。”孙红兵说。
有一次，蔡韬改累了躺在床上休息，收到中科院天津工业生物所研究员江会锋发来的一个链接，标题中，他隐约瞥见了二氧化碳、淀粉的字眼，当即从床上弹起来，困意全无，心怦怦地跳，“不会有人已经做出来了吧”，他紧盯着手机加载条，直到看完摘要才长舒一口气，“原来是不同的研究，虚惊一场”。
科学研究令人着迷和残酷之处均在于此，当研究者身陷迷宫，在各个关卡奋力拼搏时，往往不知道领域内有多少位“竞争者”，更无从得知彼此的进度。他们只能逼迫自己快一点，再快一点，因为开拓者的桂冠只属于最先到达的人。
2021年8月，《科学》审稿通过，且不需补做任何试验。审稿专家认为，该工作“是一项里程碑式突破，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响”。
时隔6年，蔡韬等终于走出了迷宫的弯弯绕绕，来到了更广阔的天地，他是世界上第一个走到这里的人。他很自豪，更重要的是，他想继续往前走，去追求更大、更多的未知。https://t.cn/A6Mfhbc7
“凭空制造？这可能吗？”他有点惊讶。
6年后，他们把不可能变成了现实。中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称中科院天津工业生物所）通过复杂代谢途径的从头设计与精准调控，在国际上首次实现电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉。9月24日，这一研究成果于《科学》在线发表。
图：实验人员在做淀粉遇碘显色试验。 倪思洁摄
△ 从0到1 从无到有
淀粉作为一类重要的高分子碳水化合物，为人类生存提供了所需的热量。1万多年来，农业种植都是生产淀粉的唯一途径。
可植物光合作用的能量效率低、生长周期长，为了应对粮食安全问题，科学家探索出了杂交育种、模块育种、分子育种等办法，还建立了人工光合系统。
“但这些都没有脱离植物本身的固碳模式。就像是跑得再快，本质上还要依靠双脚。能不能跳出这个模式，造一辆汽车呢？”中科院天津工业生物所所长、人工合成淀粉项目首席科学家马延和说。
与此同时，我国的二氧化碳减排压力巨大，而以二氧化碳为原料合成所需物质是摆在所有科学家面前的一道难题。
“利用二氧化碳合成淀粉”，一听说这个项目，即便是领域内的知名专家也纷纷摇头，“植物的光合作用已存在十几亿年，至今还未完全弄清楚系统机制，你们能从头合成”？
大家的质疑不无道理，这是从没有人做过的事，翻遍所有文献库，也找不到任何关于合成路径、研究方法的线索。
2018年7月24日下午，中科院天津工业生物所副研究员、人工合成淀粉项目经理蔡韬在实验室楼上的会议室里，准备参加中科院重点项目阶段评审会。自立项以来，他和同事已试验了两年多，尝试了无数次，但都以失败告终，眼看着为期3年的项目就要完结，他们的压力积攒到了最大值。
3点多钟，蔡韬接到了实验室技术员乔婧发来的一张照片。照片中并排的3个试剂管，中间的碘溶液呈淡淡的蓝紫色，与左右两边的无色和深蓝色状态对比明显。
“两边的是对照组，中间的是最新一次的试验结果，与碘溶液反应变蓝。”乔婧说。
蔡韬立即打电话确认，得到肯定的回复后，仍不放心，一路小跑至实验室，直到亲眼见到试剂管，他才抑制不住地喊道，“太好了！太好了！我汇报时终于可以说‘制造路径全线打通’。”
技术员孙红兵记得，那天大家都很开心，蔡老师一改往日的严肃，脸上挂满了笑容。
“相当于长征路上的遵义会议。”“那真是我见过最美的颜色。”蔡韬对《中国科学报》记者说。
至此，人工合成淀粉正式迈出了“从0到1”的一步，人类对于生命科学的认知边界又拓宽了一点。
△ 迷宫寻途 从有到优
成功的喜悦抹平了此前所有的遗憾，以至于他们在讲述研究历程时，会下意识地将前期困难一笔带过。
可最初接到这一项目时，就连他们自己都不相信能做出来。自然反应中，淀粉合成与积累涉及约60步代谢反应和细胞器间运输，在工业生产中，必须将其简化，又必须保证所有反应的充分和精准。
因此，如何将农业中复杂的合成途径简化为工业生产所需的简单合成途径，是人工合成淀粉面临的最大挑战。
经过计算机算法挖掘和筛选，研究人员在起点二氧化碳和终点淀粉之间，最终锁定了30条可能的路径，每一条包含9~12步重要反应。
每一条可能的路径都是一座“迷宫”。他们就处在每座首尾相连、层层嵌套的迷宫入口。每一座迷宫中又有数个“关卡”，也就是生化反应，想要过关，必须寻找到相应的“钥匙”，即能催化反应的特定的酶。
等到好不容易通关时，往往还是见不到淀粉。毕竟可能的路径有30条，只有走对了唯一的一条，才算成功。
“这些被看作‘钥匙’的酶可能存在于自然界中，也可能并不存在，需要重新设计。最难的是，不同于‘一把钥匙开一把锁’，同一个酶能催化多个反应，但又会带来‘副作用’。”蔡韬说。
6年中，有近一半的时间，他们都卡在这些不同的路径里，有时找不到高效催化反应的酶；有时酶会优先和前面的底物反应，而后面的底物无酶可用；有时只能走通某一部分。
为了通过迷宫中的层层关卡，蔡韬等人与十几个课题组合作。“一个团队力量有限，希望能找到细分领域里最专业的人来合作。”他说。
那时的孙红兵、乔婧都变得异常敏感，她们怀疑自己做的每一个步骤。“可能是溶液加错、剂量没看准，是自己犯了低级错误”。可每一次重复后，她们不得不面对的事实是，操作没有错误，这条路行不通。
“与课题组同时进行多个课题不同，我们是项目制管理，6年中只有这一个项目，所以无论遇到什么都不会放弃。”蔡韬说，“最坏的结果就是失败，科研中的失败再正常不过，大不了从头再来。”
一次，蔡韬外出交流，会上有位科学家提出“利用二氧化碳电/氢还原合成甲醇”。“听到这个思路的一瞬间，我打了个激灵，脑子像通了电一样。我们是不是能以此为鉴，先将二氧化碳转化成甲醇，再将甲醇合成淀粉？”他说。
后来，便有了那张碘溶液呈淡蓝色的照片。
9月15日，《中国科学报》记者在中科院天津工业生物所看到，蔡韬手持一个15毫升的离心管，里面装有大半管的白色粉末，他介绍，“这是利用二氧化碳合成的第一管淀粉，与植物提取淀粉一模一样。”
如果说2018年他们完成了“从无到有”，那么从2018年至今，他们实现了“从有到优”。
△ 走出迷宫 探寻未知
在人工合成淀粉的试验中，蔡韬要找“最简单的路径”，在生活中，他也是如此。从家里到研究所，通常他会选择转弯最少、红绿灯最少的那一条路，慢慢地走。“这条路最直，行人也少，便于专心思考问题。”他说。
在孙红兵看来，蔡老师太想做成了，他满脑子都是项目，只要讨论试验，他的双眼便会立刻亮起来，声调也变得丰富。
“最让我感动的是，为了让我们专心试验，他会铺好所有的路，大到试验设计、与其他合作者沟通试验技术，小到买三角瓶、试剂管，6年来的每一天，他一刻都不愿耽搁。”孙红兵告诉《中国科学报》。
也正是如此，他们才能在相对短的时间内，完成对关键酶的定向改造，耦合从二氧化碳到甲醇的化学过程与从甲醇到淀粉的生物过程中反应条件的兼容，最终将合成效率提高130倍。与植物自然生成相比，其碳转化率提高了20~40倍。
实验室的小会议室，见证着他们的每一次讨论与争执，也见证着71页论文文稿的55次修改。
“蔡老师对文稿熟悉到什么程度呢？前几天我们需要查两个单词，单词所在的页数和位置，他脱口而出。”孙红兵说。
有一次，蔡韬改累了躺在床上休息，收到中科院天津工业生物所研究员江会锋发来的一个链接，标题中，他隐约瞥见了二氧化碳、淀粉的字眼，当即从床上弹起来，困意全无，心怦怦地跳，“不会有人已经做出来了吧”，他紧盯着手机加载条，直到看完摘要才长舒一口气，“原来是不同的研究，虚惊一场”。
科学研究令人着迷和残酷之处均在于此，当研究者身陷迷宫，在各个关卡奋力拼搏时，往往不知道领域内有多少位“竞争者”，更无从得知彼此的进度。他们只能逼迫自己快一点，再快一点，因为开拓者的桂冠只属于最先到达的人。
2021年8月，《科学》审稿通过，且不需补做任何试验。审稿专家认为，该工作“是一项里程碑式突破，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响”。
时隔6年，蔡韬等终于走出了迷宫的弯弯绕绕，来到了更广阔的天地，他是世界上第一个走到这里的人。他很自豪，更重要的是，他想继续往前走，去追求更大、更多的未知。https://t.cn/A6Mfhbc7
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