合成生物学“将彻底改变未来 100年内我们制造任何东西的方式”,美国华盛顿特区伍德罗?威尔逊国际研究中心(Woodrow Wilson International Center for Scholars)科学、技术与创新计划主管戴维?雷赫斯基(David Rejeski)预言:“我们能够在生物学相关尺度上设计物质,如此巨大的变革可以与 19世纪的工业革命相媲美。”
宏伟的前景也会带来巨大的风险——实验室中经改造的有机体可能逃逸。目前绝大多数的人造有机体还比较脆弱,尚无法在野外环境中生存。针对未来更加成熟的人造有机体,合成生物学家期望能够制定出多种形式的安全保护措施,诸如严格监管、在新的遗传密码中嵌入某种自毁序列等。由于科学家能够在基因水平上完全重塑有机体,他们有办法让人造有机体与自然系统隔离开——恩迪说:“我们能让它们快速失去活性。”
虽然如此,一些科学家仍在尝试真正的再造生命。美国 J?克雷格?文特尔研究所的卡罗尔?拉蒂格(Carole Lartigue)、汉密尔顿?史密斯(Hamilton Smith)与同事已经从零开始合成出了一个细菌的基因组,甚至将一种微生物转变成了另外一种(参加第 34页《“人造生命”背后》一文)。其他地方的科学家已经构建出了人造细胞器(organelle),甚至还成功制造出一种全新的细胞器——合成体(synthosome),用于制造合成生物学所需的酶类。从零开始制造生命或许即将实现。
这样的科学壮举并不意味着科学家已经理解了生命最初诞生的方式,却激起了一些人士的担忧,他们认为人不应当拥有神一般的能力。不过,创造生命还可能让我们变得更加谦逊,因为它会改变我们对于与我们相伴的生命形式的理解。“好处将是,与分子水平上的生命合作重建我们的文明,可持续地生产我们需要的物质、能量及原料,”恩迪说,“我们将与地球上的其他生命形成一个合作的平衡,实现的方式与目前人类和自然的相互作用方式截然不同。”
4.室温超导体
火力发电厂可以建造在任何地方,但利用可再生能源的绿色电厂就要谨慎选址了,因为高原上才有强劲的风,沙漠中方能长沐日光,因此要向绿色能源转变,我们面临的最大挑战之一,就是如何跨越数百千米的距离,将这些来自偏远之地的电力输送至城市。
最先进的超导电缆可将电能输送几千千米而仅有百分之几的损耗。但麻烦的是,电缆必须一直浸在77K(约 -196℃)的液氮之中。因此,如果要架设这样的电缆,每隔一千米左右就必须安装泵机和冷却设备,大大增加了超导电缆方案的成本和复杂程度。
能在常温常压下工作的超导体,将使全球化电力供应梦想成真。通过横穿地中海底的超导电缆,非洲撒哈拉沙漠的太阳也可以给西欧供电。然而,制作室温超导体的秘诀至今依然成谜,与 1986年时没有什么两样——研究人员就是在那一年,首次制备出了可在相对“高温”的液氮中实现超导的物质(此前的超导体需要冷却至 23K以下)。