未来生活简史:科技如何塑造未来

作者简介

罗伊·泽扎纳（Roey Tzezana），国际智能与未来学家，世界未来协会的高级科学顾问和全球代表，以色列畅销书作家。纳米科技专业博士，在多所高校担任客座教授，以色列特拉维夫大学研究员。罗伊长期关注科技发展趋势，研究新兴技术在未来的社会影响。他在技术与社会预测领域的研究成果斐然，常受邀在全球各地高校与组织进行演讲。已创立simPolitix和TeleBuddy科技公司，并为英特尔、IBM、eBay、微软等公司提供商业咨询。著有畅销书《未来生活简史：科技如何塑造未来》（Guide to the Future: Technologies that will Change Our Lives）、《未来统治者：财富，权力，科技，希望》（Rulers of the Future: Wealth, Power, Technology, Hope）。

内容简介

人人能用的实验室 其实不难想象，再过几年，任何人都可以进入社区实验室，学习基本的基因工程知识，然后用极低的成本开始自己的项目。每月的费用不会很高，跃跃欲试的创新者们就可以专心工作，正如20世纪80年代和90年代初那样，一群充满活力的年轻程序员改变了软件行业，推动它大步向前。同样，这些实验室也有望带来类似的突破，开发具有独特、有趣而实用特征的生物，甚至改造人类细胞和其他有机体。 未来学家觉得在大城市开设这样的实验室大有希望。他们中有65%的人认为，到2030年，只要你感兴趣，就可以拥有基因工程试验所需的工具。这将给技术进步和人类发展带来重大影响。 早上六点睁开眼睛，睡得不错。 我的肠道细菌按照预设的生理节奏运转，分泌荷尔蒙，刺激大脑在预定起床时间前10分钟开始苏醒。我跳下床，去隔壁房间看看孩子。儿子还在睡觉，笑得可爱极了。这都是可以预知的。细菌正在他体内制造所需的抗体，帮他抵御病毒和有害细菌。如果不够，他还有专门设计的免疫细菌。一旦发现细菌侵入，免疫系统就会分泌专门的抗生素。 我看了看育儿室的墙壁，很满意。墙壁中有薄薄一层细菌，可以根据需要繁殖，然后释放到房间里。它们不但有怡人的气味，还能使空气含氧量一直保持最佳状态。突然，一面墙开始闪起红光。我吓了一跳，赶紧跑向厨房。细菌会监测空气中化学物质的浓度。燃气不小心泄漏了，但细菌迅速分解了丙烷，还把它变成了红色来警示危险。自从安装了这些安全设备，类似的情况就更好应对了。 我关掉炉灶，努力恢复镇定。喝杯冷饮吧。我心烦意乱地打开冰箱，酸奶玻璃杯闪闪发光，怎么回事？我琢磨了一会儿才想起来，这是前几年上市的一项发明。酸奶中有数以万亿计的细菌，它们会通过利用类似神经元的外延部分、相互发送化学信号或制造不同颜色的荧光蛋白来互相交流。当然了，这还是一杯很靠谱的酸奶，只是它同时也是电脑，可以监控整个冰箱，存储每件产品的保质期信息并跟踪附近其他的细菌水平，包括游离的细菌和冰箱自己的免疫细菌。 我倒出了些酸奶，然后把杯子放回了冰箱。不管它是不是生物计算机，它都还是特别美味、可以食用的酸奶。里面的每个细菌都此，我还是禁不住疑惑地闻了闻那个碗。老习惯很难改，似乎还更严重了。我用指尖蘸了蘸。用手指上的细菌检测酸奶中是否有问题物质。是绿光，可以喝了。 妻子还没有起床，我过去轻轻吻了她一下，就出门上班了。我上了火车。当然了，我完全不用担心火车失事让自己有去无回。因为那根本不可能发生。我皮肤上的细菌与大脑中的细菌正在沟通，严密监控我的神经延伸状态以及它们之间的突触。它们记录着一切。如果一升酸奶就相当于一台生物计算机，那么皮肤表面及身体内部的细菌就可以组成一台超级计算机。每一周，我的大脑都会被重新记录一次。数据会备份到家里的生物安全柜，同时备份到我体表体内的细菌中。即便火车失事，也没什么可怕的。在培养液舱里待上一周，就可以根据细菌中的信息让我的大脑（和身体）再生了。 短期影响 公众及媒体反应 城市中不断出现这样的实验室，公众会作何反应呢？假如你知道邻居在公寓楼地下室开了个实验室，而且业余研究人员正在里面研究着怎么给生物编程，你会作何反应？这个问题还没有得到公众足够的关注，但随着基因工程的趋势深入到社会的更多角落，就会出现两股对立的力量——支持它，或者反对它。很多科学家会看到创新和进步的信号，并且努力让公众也认识到基因工程的重要意义。另一些同样专业并备受尊崇的科学家则会强烈反对，担心发生实验室事故，或者有恐怖分子利用它制造致命病毒和细菌。当然，除此之外，宗教人士和新时代的新新人类也会对此发声，极力阻止合成生物学家干扰世界的“创造”和“自然状态”。 公众将如何应对来自各方面的压力和意见？很难说。特别是一旦媒体介入，就可能将各方的反馈不断放大。假如有一些名人或其他一些德高望重的人士认为公共实验室是整个人类寻求进步的手段，那么公众的反应会更加宽容，不再那么紧张。人们会开始讨论那个正向他们走来的魅力新世界，也会有许多人鼓起勇气走进这样的实验室。不过，要是那些言之凿凿、魅力四射的发言人站到了反对者一边，各种公众安全机构及宗教组织就会协调一致进行抗议。实验室甚至会被扼杀在摇篮里。 只要公众感兴趣，媒体就会追踪报道。但是，过几年这种兴趣就会自然淡去。几年之后——希望不会超过一代人的时间——大多数人会接受这些实验室，让他们和他们的孩子置身其中，学习、研究和创造。实验室首批产品的诞生或许会带来有利的转折。这种产品就是进行了基因编程的生物体，而创造者可以是任何人，热情满满的小男孩儿或者人老心不老的退休人员。一旦有报道提到这些基因创造的产物，就必然要重新审视大众公开研究的合法性，但应该绝不至于因此关闭实验室的（前提是最终产品中没有那些可能用于生物战的病毒或细菌）。 如此一来，实验室就会继续发展了。但它们的标准操作流程是怎样的呢？ 监管 实验室蕴含着巨大的能量，但用它做什么却取决于人。各国政府都必须密切监控。政府极有可能要求实验室每月或每周汇报原材料订单和内部实验。还可能要求研究人员写实验室日志，注明实验目的和必要的实验步骤。日志中涉及的条目要在工作日随时添加。负责调查这些实验室的政府团队要能够实时远程访问相关文件。 在某些国家，所有付费使用实验室的人都会惹上恐怖主义的嫌疑。这倒不会立即产生什么后果，但这些实验者要是想订张机票或以其他方式出国，比如要去美国的时候，可能就很难拿到签证了。有犯罪记录或参与恐怖活动的人，当然是被禁止使用这些实验室的。 健康 疟疾是对人类健康威胁最大的疾病之一。世界上有一半的人口面临感染这种恶性传染病的危险，症状包括频繁发烧和极度疲惫。每年超过2亿人感染，主要传播途径就是蚊子叮咬。感染者中，每年有数十万人死亡，平均每天有上千人因此丧命。残忍而讽刺的是，疟疾主要肆虐的是亚洲和非洲的发展中国家，让这些国家的经济雪上加霜，也严重影响了人们的生活质量。 疟疾是怎么感染的呢？与天花或流感等可能通过空气传播的疾病不同，疟疾寄生虫很脆弱，一旦暴露在外，就很容易死亡。它们需要借助外力才能在人与人之间传播。大自然在进化作用的助力下，为它们设计了完美的交通工具：疟蚊。 我第一次看到这种蚊子的时候，没看出什么特别的。就跟远足时看到的普通蚊子一样：一对翅膀、六条腿，还有细长的嘴巴，看起来很讨厌。但是，疟蚊的肠道和唾液腺中还隐藏着邪恶的秘密。雌蚊捕猎时，尤其青睐人类，总是急切地将口器（蚊子脸上的微型皮下注射器）插入人的皮肤，吸食血液。为了防止血液凝固，蚊子会把含有抗凝血剂的唾液注射到被刺破的伤口中——唾液中就可能有疟疾寄生虫。未来，我们还会找到类似方法来对抗其他传染病，与在人类身上想 怎么办呢？我们曾经反复尝试用杀虫剂解决问题，但是失败了。它们进化非常快，已经适应了一些毒素。人们也尝试过开发疫苗，还是没成功。原因还是这些寄生虫可以应对人类的免疫系统并迅速适应。 不过，要是我们动用基因工程，用自然的强大力量对付它们呢？ 其实几十年前人们就想过要用基因工程对付疟疾了，但是从前科学家们关注的都是怎样改造蚊子。如果寄生虫需要借助蚊子才能在人之间传播，那我们要做的就是改造蚊子，让它们对寄生虫免疫。不过说起来容易做起来难。虽然任何生物体的基因工程都不是儿戏，但像蚊子这样复杂的情况就需要实验室研究人员付出更多辛勤了。 约翰霍普金斯大学的研究员马塞洛·雅各布斯-洛雷纳（MarceloJacobs-Lorena）博士决定另辟蹊径，重点研究一种更简单的有机体：一种和疟疾寄生虫一样存在于蚊子肠道中的细菌。每次雌蚊子吸完血，这种细菌就会迅速繁殖，增加几个数量级。简单来说，一旦疟原虫进入雌性蚊子的肠道，它们就会来一场迎头痛击。 雅各布斯-洛雷纳在电话里说：“其实这种细菌本来就是存在的。我们只是利用基因工程给它们增加了一个基因。” 单是这种补充的基因就足以击溃蚊子肠道中的寄生虫。它会促使细菌分泌对疟原虫特别致命的蛋白质，然后直接进入蚊子的肠液。在实验室里，研究人员向蚊子投喂改造过的微小细菌。结果证明，这些细菌可以在蚊子体内生存甚至不断繁衍，相当于一种疫苗，防止寄生虫的危害。在接受了转基因细菌的蚊子中，只有14%仍然感染了疟疾寄生虫。 如果我们能想到方法把这些改造过的细菌投喂给野外的蚊子，那它们就相当于接种了疫苗。如果蚊子无法携带寄生虫，也就不会再因此危害人们的生命了。 办法相比，寻找其他寄主更容易些。雅各布斯-洛雷纳正怀有这样的希望，只是他也很清楚，遇到些困难是在所难免的。 “我觉得要获得正式许可可能是个大问题，”他说，“这涉及到在野外搞基因工程，所以短期内应该没办法开始实地测试，但我们在努力。” 我和雅各布斯-洛雷纳都很清楚，一旦这种方法可以在野外应用，环保组织就会马上反对。它们总是为环境变化忧心忡忡。其实有些时候，这种担忧是对的。假如一只携带转基因细菌的蚊子被放到野外，它就可能把细菌传染给别的蚊子。如果研究人员没有仔细测试这种细菌的能力，很难说它会给环境、其他昆虫以及人类带来什么影响。 雅各布斯-洛雷纳表示：“我们发现了一种细菌，不仅可以在蚊子之间传播，还可以传播给它们的后代。细菌进入雌蚊子体内后，会转移到卵巢，并附着在卵上，所以孵出的幼虫也会感染。我们发现，蚊子多在水中产卵，而细菌可以在水中移动，附着到未感染的卵上。” 正因为如此，编程中的任何小错都不止会影响一代蚊子，还将影响其他蚊子甚至它们的后代。更有甚者，细菌会从水中的蚊子卵传播到其他昆虫的卵上，这很危险。那么，那些以蚊子为食的鸟类呢？它们也会感染转基因细菌吗？我们无法预知所有的后果。而冒着这样的风险去解救每年100万人的生命，确实值得吗？其实，随着类似的解决方案走进人们的视线，我们未来10年要面临的困境还有很多。 制药 我们不断猜测着未来的社区实验室会带来什么影响，思考这个问题，就必然要想到默克雪兰诺公司的巨型起泡桶。桶中的转基因细菌正在帮人类制造分子和药物。开发这些细菌需要顶尖科学家多年的艰苦工作，不过，他们所用的还是上个世纪的原始技术和工具。目前可供我们使用的工具——包括未来的工具——会让我们创造和使用遗传密码的效率大幅提升。 这意味着，社区实验室即使在发展的最初几年，也可以用于生物的基因工程，这些生物就可以制造各种药用材料。它们会分泌注射药物或人体激素，以及能直接影响大脑和神经系统功能的物质。这种简单易行的制造方式会让一些药品的价格降下来，供应量上升，在第三世界国家尤甚。那里的人会把细菌作为便携式实验室，无论在哪个村镇，都可以合成药物。 食物 基因工程并不局限于细菌。同样的理念和工具还可以用于植物，包括农作物。“黄金大米”就是现代基因工程的一个完美案例。早在2000年，就出现了这种独特的水稻品种，它经过基因改造，维生素A浓度很高。在发展中国家，每年有50多万儿童因缺乏维生素A而生病死亡，这一创新对人类的重要意义不言而喻。类似的含有高浓度维生素A或任何其他维生素的转基因植物也可以帮助预防世界各地的不同疾病。不久的将来，人们就可以自己生产这种植物，甚至部分“开源”，与农民共享。 政府必须严格管控这些作物，确保符合所有安全准则：要设计保护措施，防止转基因植物中的新基因进入农田里的自然植物。理想情况下，这些植物还应该是无法自己繁殖的。这样，即使它们含有对人类或环境有害的基因，也不会在繁殖过程中危害当地植被。 尽管采取了种种必要的安全措施加以限制，基因工程还是会带我们进入一个新的时代。届时，农民可以根据心中所想来设计农作物，改善其特性，带来奇妙的产品：蛋白质丰富的小麦、牛肉味儿的大豆，或者能在极度干旱的沙漠中生长的西红柿，等等。 工业 工业部门将是生物基因改造最大的受益者。纵观历史，每每公众参与开发新应用的时候，往往会出现突飞猛进的发展。亚历山大·格雷厄姆·贝尔和托马斯·爱迪生是19世纪末享有盛名的发明家，电话和电灯泡正是他们在私人实验室研究发明的成果，在学术界之外（最初）也没有任何大公司的资助。同样，也是在自由职业的程序员有了个人电脑之后，新软件的开发速度才像今天这样呈现了指数级增长的。现在每天都有数百万人把他们的作品上传到个人电脑和软件市场。 这些例子说明，一个领域中能够从事研发实验的人越多，该领域就越容易产出非凡的新技术。那么，一旦各行各业的人都能参与基因工程，生物技术发明的数量就会迅速增加。许多发明可能还只是现有课题的变体，比如说，创造一种基因，与细菌结合，然后用它们造出影响力更大的人类激素。另外一些发明可能会更有创新性，会带来更多惊喜，不过那就很难预测了。我们可以试着讨论一下可能出现的最炫酷的发明，顺便研究一下它们的长期影响。 另外，未来10到20年会有许多年轻有为的企业家努力寻求生物技术领域的新发明，开创相关企业。基因工程就会是最热门的领域之一。这类公司可能会研发并制造一些具有奇妙特性的生物，开发可以植入人体的基因，或者制造一种细菌，从阳光、空气污染物和被污染的土壤中获取能量。其实，早在2013年就出现了第一株可以在黑暗中发光的植物，让你可以在黑暗中读书。这一成果已经可以商业化了。 “之前没能做这些就是因为没有实验室。”雅各布斯-洛雷纳解释道。他所从事的新植物开发就是在一个社区的基因工程实验室做的。“无论你身在工业领域还是学术界，你的老板或教授都不会同意你那么做。但是现在做基因工程的成本已经下降了很多，融资做项目也很容易了。我们觉得这是一场革命。就像从前，两个人加一台笔记本电脑就可以改变高科技领域，现在也同样可以改变生物技术世界。” 很多人可能会认为，一旦孟山都这样的大型基因工程公司发现年轻创业者和企业家的巨大潜力，就会开始收购各种小型创业公司，拿到它们的伟大创意和优秀人才。对于需要临床（“人类”）试验的医学发明来说更是这样。因为这类实验会像今天一样耗费大量资金。小公司是力所不能及的。不过，还是会诞生更多的生物初创企业。这会为具有年轻创业精神的国家（例如以色列）提供重要机遇，让它们可以努力在生物初创企业领域占据领先地位，但前提是它们要投资于公共实验室并为运营提供补贴。 教育 政府的科教部门一定要知道，想抓住这种机会，要么得在高中课程中增加生物技术，要么直接取代现在的生物学课程。课程的重点应该放在工程方面，而不是纯粹的理论科学。大学也应该开设这类课程，让学生们掌握基本的知识，以备未来从事生物科技相关工作。 生物技术和基因工程竞赛会面向大众选拔优秀的学生。比赛所设置的奖项不用很昂贵。这种别出心裁的点子可以让商业公司挑选出最有才华的大学生和高中生——他们的劳动成果的价值将远大于组织竞赛的成本。 经历了一段奇怪、疯狂的岁月，亲眼见证了一切。我们中很多人都已经不在了。21世纪初，当生物黑客抛出他们的发明，很多人都被消灭了。 我不由自主地握紧拳头。那是一段艰难的岁月。 当生物学掌握在了业余研究人员的手中时，一切就开始了。从前，这样的发明家是备受尊崇的，是精英中的精英。比如，发明白炽灯的爱迪生、发明电话的贝尔，甚至是在宿舍里开发了谷歌的谢尔盖·布林和拉里·佩奇。这些人都为人类的进步做出了贡献，但是有些人却做了相反的事。电脑普及以后，突然之间，一个16岁的孩子就能做出复杂的病毒、邪恶的特洛伊木马和能摧毁核反应堆的蠕虫病毒。虽然这些东西都在电脑上，但是，对依赖电脑的人们来说，影响实在不能小觑。 21世纪初，合成生物学时代来临了。有机生物编程工具变得更加普遍，使用起来也更简单方便了。制造可生成胰岛素的细菌曾耗费大批研究人员大量的时间，但到了21世纪20年代，几乎随便一个生物学专业的本科生都能在家里制造细菌和病毒，而且成本非常低。其实还有个叫iGEM的基因工程竞赛，给高中生一些简单的细菌，要求他们把细菌编程成对人类有效用的有机体。一个参赛团队用这些细菌造出了人类的血红蛋白，或可用于人造血液。有才华的独立发明家就是这么强大。 起初，一切似乎都没什么问题。大量在家办公的企业家让市场上复杂的转基因细菌越来越多，但随后，生物黑客们伸出了魔爪。第一个恶意生物病毒出现在2023年。虽然它只是在遇到的每个细菌的DNA上留下了一个无害的、骄傲的标记，但由于编程错误，病毒过度淹没了细菌的DNA，破坏了它们脆弱的程序。于是大量细菌失控，开始在人体内疯狂繁殖。第三世界国家大约10%的人口死亡，因为那里的人们必须要摄入细菌来分泌药物，抑制食欲，这样才能在饥荒中坚持工作。当西方发现这场灾难的真正危害时，为时已晚。 此后不久，精心策划的流感疫情浮出了水面。有人根据科学家们不小心发表出来的观点（可追溯到2012年）对细菌进行了编程。制造这种病原体的生物黑客还复制了天花病毒的一些特征。这种致命的微生物就这样在空气中传播开来。我活了下来，却有太多人在后来的几年中相继死去了。 政府决定雇用生物黑客开发新的细菌，让人类对这种流感病毒以及那段时间出现的其他一些病毒产生免疫力。人体成了战场，有害和有益的细菌，恶意病毒和那些能增强人类免疫系统能力的转基因病毒，进行着殊死搏斗。如今尽管硝烟散去了许多，战斗却没有终结。今天的生物黑客更聪明，也更成熟了。他们不再试图改变世界，而是在用最好的保护措施，确保细菌不会失控。他们创造细菌是为了好玩儿：有些细菌可以分泌血清素，有些可以自己在墙上形成五颜六色的图案，拼出发明者的名字。但是最糟糕的时期已经结束了。大概吧。 1.引领未来学阅读潮流的《未来简史》作者——尤瓦尔·赫拉利倾情推荐:“趣味横生， 登高博见！阅读本书，你将了解人类去向何处。”2.未来学家真的可以预测未来吗？国际智能与未来学家、纳米科技专业博士权威解读未来生活。一本书了解未来与你最相关的那些科技，看科技革命如何影响你的工作、生活和思维方式。3.疫情引发人类对未来的担忧，你是否想将未来看得更清楚些？未来基因工程可以帮助人们抵御病毒的侵袭?科技还会带给人类哪些威胁？人类如何善用科技的力量？4.“下一代的科技发展对于上一代来说总像一部科幻小说。”纳米技术与3D打印技术开启物资极大丰富时代？物品按需打印，一个乌托邦式的未来？智人终结后是“技术人”的开端？当人的大脑被硅和电路取代，它还是大脑吗？5.科技很难？未来很远？本书文字权威不失生动、理性不失俏皮，打破阅读门槛，邀你跟随作者一起畅想未来。