纳米与生命

• 岂能无怪哉

  2021-11-03
  纳米技术、电子学、物理学、数学建模、人工智能、材料科学以及生物学的结合，将会带来更为智能的药物、给药系统以及治疗策略，其终极目标是持续检测身体，从而能够在第一次发生故障时快速响应并进行修复。实际上，这就是我们自身免疫系统所做的事：持续监测并修复。从这个角度来说，有关健康的技术与科学正在融合到免疫疗法中，这并不让人感到奇怪。我们的免疫系统也有弱点，而肿瘤和病原体会利用这些弱点。我们对于治愈疾病的渴望，迫使我们学习生物是怎么做到这些的，并识别其中的弱点以便我们能够将其消除。未来，我们也许能够创造出超增强的免疫系统，利用跨领域材料和智能数学算法的结合体，将生命演化过程中已经令人震惊的创造力推到更高的水平。这或许会让我们更接近所有奋斗的终极目标：逐渐掌握生物学的基本法则，以及生物创造和治愈的能力。
• 岂能无怪哉

  2021-10-28
  在人类基因组计划之后，细胞的涌现生物学进入了人们的视野，我们被迫从生物分子的还原论中走出来。细胞也可以感知非分子的线索（比如机械信号、电信号和振动），或是根据环境的温度或化学条件做出改变，还能利用DNA对这些线索做出响应——既可以是基因方式的响应，也可以是非基因方式的。比如说，细胞表面强烈的拉拽作用力可以一直传递到细胞核中并使其变形，一般来说这会引起细胞核内DNA的机械重组，也许最终结果是增加特定蛋白质的表达或抑制。细胞核的形态、力学特性和它与细胞其他组件之间的联系，以及细胞核内DNA的重组，此时都成为细胞中活性计算能力的一部分。更深入地说，从细胞外部与基因组互相作用的新方法应当被纳入生物学研究，并发展出有效的医学治疗方案。
• 岂能无怪哉

  2021-10-28
  然而，这一伟大的发现也带来了一个危险的诱惑。认为所有生物的复杂性都可以用某种方式绕开，这种观点几乎在双螺旋结构第一次被画出来之后就立即出现了。或许DNA用A、C、G、T单元编码出来的信息就可以解释所有问题。当然，此前不久克里克就对这一观点的美妙着迷不已，并宣称了新生物学的“中心法则”（他的原话），用他的表述总结就是：“DNA制造了RNA，而RNA制造了蛋白质”。蛋白质则共同制造了其他物质。在这种描述中，四个字母的基因密码表被所有活体生命应用，每三个字母排列成特定编码，对应着20种氨基酸，而这些氨基酸以精确的顺序连锁排列形成长链，再以特定的方式折叠，形成有活性的蛋白质。这种想象大体上是正确的，但是它省略了细胞在其存活以及进行增殖活动时如何利用其DNA的所有细节，还有细胞在什么时间、以何种方式、因何读取并编译这些编码。这一法则以它最简单的形式成为生物学的解释：生命可以被还原成它的构造模块，而生物可以归结为一种生化算法。这一简单的解释又催生了一个观点，认为每一种蛋白质都对应着特定的基因，存在一种从基因到生命的单向信息流，而生物就是具有确定性的程序，基于基因蓝图构建而成。很多人从这一法则中得到了更简单的结论：读取基因中ACGT字母表的顺序，你就会知道所有你想知道的事情，从而得以对生命做出解释。上帝将所有生命的秘密以分子编码的形式“加密”，并巧妙地将它们置于细胞核中，让我们能够发现并阅读。真是太好了！或许是这样吧。
• 岂能无怪哉

  2021-10-27
  物理学激励我们将生命视为一个整体，而它是由更大的整体演变而来——由支配整个宇宙的相同规则孕育而成。
• 岂能无怪哉

  2021-10-27
  生命是什么？当我们能够操控甚至开发出我们自己的生物学时，作为人类又意味着什么？
• 岂能无怪哉

  2021-10-27
  21世纪，很多科学家都在兴致勃勃地找寻一些方法，以搭建平台或框架，与公众、执政者以及工业技术开发者合作，从而描绘出更美好、更多元也更稳定的未来。21世纪出现的很多有关技术的作品都忘了一件事，那就是科学家比任何人都要更理解他们所创造的知识会有多大的能量，他们也在越发努力地去协调社会与经济力量，以约束科学知识的发展与应用。在社会这台机器中，科学家是最基本的零件，可以将技术与公平性联系起来。虽说对纯粹知识的追求是我们当中很多人工作的驱动力，还有一些人是被更成功的事业所驱动，因为这可以带给他们奖项、地位还有财富，然而，真实的情况是大多数科学家需要承受在实验室里或计算机前长时间痛苦的工作，追求着一种更深层且智慧的激情，为提高所有人的生活水平而努力。这种努力，实际上也是技术融合发生在医学中的主要原因之一：奉献给更优的健康生活，似乎是科学家提高全民福祉最直接的路径，至少我们希望如此。
• 岂能无怪哉

  2021-11-02
  在21世纪，现代定量生物学、物理学、计算机科学、神经形态电子学以及自然计算与数学的其他分支学科，事实上终止了人类寻求理解生命与自然的历史循环，并且让我们更接近于完善古代文明的原始智力活动。随着我们努力发现智能的活体生命将宇宙物理学藏入我们生物体内核的精确方式，科学家与技术专家（通常在不知不觉中）重新与我们的祖先连接，论证人类与非人类体内的“小宇宙”的计划——尽管是以一种世俗的方式。换句话说，生物学正在融入物理学领域。通过最基本的形式，物理学寻找着在所有尺度及表现中构建并控制宇宙的规则，并用数学语言将它们表达出来。接着，工程学利用这些已经编码到数学中的物理学知识创造出技术。生物学如今已变成自然的土壤，供物理学与工程学生长。