前沿科学的发展究竟能有多超乎想象？

作者：腾讯科学WE大会

来源：知乎

人类已经开始尝试打开上帝视角，开启「人造生命」和「升级生命」。

人造卫星、人造材料、人造飞船……随着科技发展，好多东西都能被“人造”。然而细想一下，目前所有“人造的”，似乎都是没有生命的。

好莱坞电影《终结者》系列最震撼的莫过于外表与真人无异，能力却大大超出想象的“人造人”。它们在钢铁骨架的和人工智能支持下，不光拥有人类的意识，更成为不死战士。电影照进现实，有没有想过，人类哪天真的能“创造”出生命呢？

早在1996年，克隆羊“多利”的诞生就是所谓的“人造生命”。然而，克隆仅仅是对已有生命的“复制”，还算不上“创造”。2018年腾讯科学WE大会上，中科院植物生理生态学权威、合成生物学专家覃重军在“人造生命”的探索中做出了一个大胆创造。

自然界存在的生命体，分为真核生物和原核生物。人类、小鼠、酿酒酵母等都是真核生物，含有许多条线型结构的染色体；而大肠杆菌、破伤风菌等许多细菌属于原核生物，通常只有一条环形结构染色体。自然界从没发现过只含有一条染色体的真核生物。那么，真核生物能否像原核生物一样，只用一条染色体就足够装载所有遗传物质并完成正常的细胞功能呢？

有人说，这是生命科学史上的一次奇幻冒险：4年，15轮染色体融合，使用基因编辑技术对酿酒酵母16条染色体的全基因组，大规模修剪、简化、合成，最终成功创建了只有一条线型染色体的单细胞真核生物酿酒酵母菌株SY14。这是人类首次 “创造”的将几乎所有遗传信息融合进1条超长线型染色体的酵母细胞。这意味着，真核生物和原核生物之间的自然界限被打破。同时意味着将有望发现衰老、基因突变的成因，并寻找到治疗癌症的利器。

甚至，这还引发出一个带着哲思的问题：“如果大肠杆菌可以被自上而下或自下而上地重构、模块化、简约化……甚至可以与其他生物形成杂合生命体——那合成后它到底是大肠杆菌还是一种全新的生命？”

2019年腾讯科学WE大会，美国科学院院士兼癌症免疫疗法教父Carl June同样试图来“升级”人类的生命：为人体免疫细胞装载上更精准的武器。

手术、放疗及化疗是三种最主要的肿瘤治疗方法。手术受制于各种因素，往往切除不彻底；而放化疗相当于在人体内投放一颗原子弹，肿瘤细胞“恐怖分子”被一锅端的同时，正常细胞“人质”也跟着一起遭殃。CAR-T聚焦的“精准医学”，即研究如何精准打击肿瘤细胞，是当下最热门的肿瘤研究领域之一。

具体来说，CAR-T其实是对肿瘤病人自身的T细胞进行改造。T细胞是身体中的一种免疫细胞。但对于肿瘤细胞而言，T细胞很难分清敌我，CAR-T就相当于在T细胞上装载了“导弹制导装置”，让肿瘤患者体内的T细胞快速认清肿瘤细胞并及时消除。

T细杀灭肿瘤细胞的视频截图

视频里，白色荧光是急性B淋巴细胞白血病癌细胞，绿色荧光是CAR-T细胞，而蓝色荧光是癌细胞凋亡信号。放大右边看到，绿色CAR-T撕扯白色癌细胞后，癌细胞立即冒出一阵蓝烟被KO。——2011年CAR-T成功治愈了一名急性白血病复发的小女孩，这是世界首例通过该疗法治愈的临床病人。

人类能否创造生命或升级生命，这个问题在医学和工程学交叉的领域，已有大量成熟的、把科幻变为现实的应用案例。材料科学的进步，让3D打印和水凝胶技术成功打印出各种聚合物、脂类、液态金属材料制成的“人体零件”。

对于骨坏死需要植入骨骼的患者，3D打印机可以打印出几十种钛合金人体“骨骼”，不但尺寸精确，且带有可供骨头长入的孔隙，真骨与假骨牢固结成一体，更有助于骨骼修复。

对于皮肤大面积创伤的患者，皮肤3D打印术，能最大限度将皮肤活性及其他天然属性提高，打印皮肤可以与正常皮肤有效融合，打印的皮肤组织也能与伤口皮肤缺损完全吻合。

回望21世纪，短短20年科技不断迭代更新，这让人想到美国本世纪著名写实主义画家Andrew Wyeth的名画《Christina's World》——

《克利斯蒂娜的世界》里，患小儿麻痹症的少女，一边爬行，一边凝视着地平线上的木板房。

画面上巨大的荒芜，正是生命意义的某种残缺，更是某种渴望。在医学上，我们一直认为，生命不应该是局限与孤立，而是奇迹和永恒的可能。

其实不止是渴望以造物的态度来创造或升级生命，无限的好奇心促使人类急切地探寻更广阔更邈远的宇宙之门，进而得到更加激动人心、更加神秘莫测、更为挑战智力、更加接近真理的答案。

2014年，新太空运动先锋者Robert Richards带我们去畅想人类如何开采宇宙中无限的资源，并计划2020年从月球上带回钛、铂等稀有元素。

2017年，著名黑客、科学狂人Pablos Holman向我们分享飓风控制器等一系列黑科技。他曾在大海海浪中放置一个巨大的管子，制造出水泵效应，来解决可怕的飓风。

2019年，清华大学精密仪器系教授施路平给自行车装上了类脑芯片，一辆能够实现自平衡、语音控制、自动避障和目标追踪等多功能的“黑科技”自行车走红网络。“这可能是最接近独立思考的自动行驶自行车”。其实，它是世界首款异构融合类脑芯片“天机芯”的演示平台。 这让人类离“通用人工智能”更近了一步。

“成精”的自行车绕开障硬物

哥伦比亚大学的机器人研究专家Hod Lipson给机器装上了灵魂。今年3月份，仿生物细胞群体机器人问世并登上《自然》杂志封面。新型的粒子机器人可以像活细胞一样实现自主运动，在环境、医疗甚至军事等方面有巨大的应用潜力。

巴尔扎克说：“真正的科学家应当是个幻想家。谁不是幻想家，谁就只能把自己称为实践家”。

是的，前沿科学的发展早已超乎我们的想象，科幻小说也正在一步步成为现实。宇宙学家霍金、“可穿越虫洞之父”诺奖教授Kip Thorne、引力波发现者Barry Barish、尝试撬开大脑宇宙的中科院院士蒲慕明，他们都曾经站在腾讯科学WE大会的平台，带领我们去思考地球之外的星尘，和脑海之中的宇宙。