青年科学家张浩千：未来10年的天工开物会是什么？
“所有我们看到的、穿的、手里拿着的，所有材料都是在30年前发明的，也就是说过去30年间我们没有创造新的东西。”
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张浩千，青年科学家、生物技术创业者，在凤凰卫视和凤凰网主办、青花汾酒首席赞助的《2020 与世界对话·太平洋未来论坛》上发表了「合成生物学——属于未来十年的天工开物」的演讲。以下是演讲实录。
大家好！我叫张浩千，我是北京大学生物的学士、凝聚态物理的博士，做的是交叉学科。我现在的身份是一名生物技术创业者。
我今天和大家分享的是，我或者其他生物技术前沿工作者们正在做的事。
《天工开物》是明代宋应星写的一本有关水利、手工业、农业等的书籍，它是中国从中古时期到近代造物科技的全记录。著名的科技史研究者李约瑟把它誉为“中国古代的第一奇书”。大家可以看到，里面有很多有意思的场景，从纺织、灌溉到小手工业，惟妙惟肖。
新中国成立之后，中国补齐第二次工业革命的缺失、赶上第三次工业革命的契机，今天我们造物的能力已经登峰造极。上个月，发生了一件可能对于普通人的感知，没有那么直接，但从整个时代背景来看非常重大的事，就是中国成为了人类历史上第一个钢铁年产量超过10亿吨的国家。10亿吨是什么概念呢？10亿吨造出来的建筑、装备、消费品……堆起来可以填满整个长江。
另外一件大事，也是在今年发生的，人类制造的物质有史以来第一次超过了自然界所有生物的质量总和。大家可以看到，现有塑料的总量是每年80亿吨，而活着的生物是40亿吨，就是说，所有活着的动物的质量总和不及咱们现在已有的塑料总和的一半。
尽管我们已经登峰造极、创造了非常宏伟的成就，但有一个非常严峻的问题也摆在我们面前：“造物”这个技术的发展其实已经停滞了，我们现在所有事情本质上都是规模的放大，而不是实质的创新。
彼得·蒂尔，是硅谷著名的投资人，也是PayPal创始人之一，和埃隆马斯克是很好的朋友，他们提出来很有意思的说法是：“我想要的是能飞的汽车，但是最终我得到的却是140字的转发限制”，这种停滞的背后意味着刚才我提到的，我们只能做规模化的扩张，却没有办法做实质性的创新。最终体现为，我们今天这个演播室里面，我们所有看到的、穿的、手里拿着的，所有材料都是在30年前发明的，也就是说过去30年间我们没有创造新的东西。
我拿麦肯锡2018年的报告数据做了一张图，横轴是时间，纵轴是每10年间新材料落地的数量。可以说大规模创新是集中在上世纪40年代到90年代。到90年代之后我们新材料的创新基本上都停了，这就是说，如果我们要做规模化创新，就需要一个新的路径。
我认为，或者生物学家们会认为，生物技术能为我们的造物带来新的机会。过去五千年来，我们一直在用生物做食物，我们也用它们做材料，我们用它们创造各种各样丰富的味道，我们用它们来治疗疾病。时至今日，生物里面仍然还有300万种新的分子和材料尚待发掘和应用，它们有化学小分子，也有生物大分子，当然它可以做药、也可以做食物，甚至包括各种类型的细胞，这些细胞可以用来做各种治疗。
这些生物里面特有的分子和材料，蕴含着我们今天人类社会面临的很多问题的解决方案。如果我们想要把它利用起来，就必须要面对一个事实，或者回答一个问题，那就是：所有生物造物的信息都写在DNA里面了，我们怎么在DNA里面写进新的、我们人类想要的造物的信息。
右边这张图（PPT）大家可以看到，所有生物其实都是在一棵演化树上，都是以DNA作为遗传物质演化出来的，在细胞里时时刻刻都在发生着左边动画里面发生的这些动态的过程，它们像工厂一样制造着我们身体里的每一种成份。
有一个很好的消息，过去10年间，人们对于DNA进行操作的能力发展得非常迅速，这个操作既包括读、也包括写、也包括改。我可以给大家做一个比较，DNA读和写的成本下降速度比摩尔定律还要快，摩尔定律是计算机领域计算芯片成本上升速度或者下降速度的规律，比这个还要快。而且今年我们的诺贝尔化学奖的得主是两位女性科学家，就是她们发明了CRISPR基因编辑技术，这个技术可以使得我们对任何生物的任何一段DNA进行任何目的的修改，这是非常了不起的技术。正是因为这样的技术，使得我们现在可以给生物制作基因工程改造，可以在DNA里面去编写关于造物的代码，然后可以让生物去做我们想做的事情。
非常有名的一个例子就是青蒿素，我们国家伟大的科学家屠呦呦先生发现了青蒿素用于治疗疟疾，因此获得了诺奖。美国科学家在屠呦呦先生的基础上做了什么事呢？他们把黄蒿这种植物里面合成青蒿素的基因抓取出来，放到了酿酒酵母当中，通过酿啤酒的方式就可以在任意规模、任意时间、任意场合去获得青蒿素，而不再依赖黄蒿的种植。这个过程中牵扯到几十个基因的改造和编辑，对于非洲抗疟疾起到了非常重要的贡献。
实际上，能做的事情不止是让酿酒酵母生产青蒿素，这个技术能辐射的范围非常之多。
麦肯锡今年6月份发的报告里面也同样说，目前全球经济里面60%的物质是可以用生物来合成的，而生物经济中已经有的400个应用场景里，大概在未来10年能够创造高达4万亿美元的直接经济影响。
很多本应属于未来的东西，由于我们给生物编写造物信息、进行基因编辑能力的提升，提前到来了。有一些是你和我也许明天就可以买到的东西。我给大家举几个例子：
第一个，汉堡或者披萨。大家觉得这有什么特殊的呢？它的特殊点在于，它们是人造肉，这个肉并不是从动物身上割下来的，它们是在实验室的培养皿中长出来的，它们是人造肉，他们甚至用的都不一定是动物的细胞，有可能是用植物的成份制造出带有肉的口味的人造肉。这实际在深圳的一些网红店中可以买到，它们从香港那边代购过来。这种人造肉在美国所有的汉堡王店里面都可以买到，咱们国内目前食品监管政策相对更保守一些，所以国内目前还买不到。
第二个，糖尿病特效药。用传统的化学方法是很难合成的，事实上是生物学家利用刚才我提到的合成青蒿素的方式合成了糖尿病特效药，这个也是大家可以在药店中可以买到的东西了。
第三个，就更神奇了，大家都很看好柔性屏，都想有一个可以放在口袋里折叠起来的手机，现在为什么买不到呢？柔性屏的良品率非常低，因为材料的缺陷。这是一家美国的生物技术公司，他们开发了生物方法合成新的柔性电路薄膜，极大提升了良品率，大家看到左边这张像纸一样薄的膜，它其实就是一个屏幕，上面刻了电路，手机就是几层纸加起来这么薄，这是日本的住友化工应该明年就会推到市场上、大家可以买到的东西。
第四个，下边一个可能咱们在座的各位、尤其是女同学们会更喜欢的东西，这是蜘蛛丝蛋白做衣服，蜘蛛丝比蚕丝更顺滑，更加抗穿刺。这是美国一家创业公司，他们与Adidas和NorthFace合作做的棒球服在北美市场就可以买到。
接下来，我想跟大家聊一聊，我们现在身处什么样的时代，为什么我今天跟大家聊说生物技术赶上了非常好的时机。从上世纪建国之后一直到90年代，我们的爷爷辈花了很大精力在基础原材料上，在耐用的消费品比如电器上，在与它们有关的工艺上筚路蓝缕，创造了我们出生的时候所见到的那个世界。我们的父亲辈在工业品、化工品，在基础的消费品上，以他们这一辈人的努力创造了我们成长过程中的世界。
今天，我们面对的是什么样的未来呢，这是峰瑞资本做的一个总结，我非常喜欢：未来人类喜欢的是、需要的是高附加值的产品、工业品以及高附加值的服务。我们所有的科技都应该奔着这个方向去努力、去创新。
我自己做的事情是什么，其实用一张PPT就可以解释清楚，我尝试用生物做各种方面的材料创新，包括：人造食品成分，个人护理成分、应用原料，和各种生活中能够应用到的大宗和特种功能材料。我希望能够在刚才我提到的整个时代背景之下，能够面向大家对于美好未来生活的需求，去贡献一份我自己的力量。
我是张浩千。谢谢大家！