每经编辑｜闫鹏宇    

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拨开(kai)迷(mi)雾(wu)，解锁(suo)“隐藏路(lu)径”上的(de)新视界(jie)

2023年，对(dui)于全球(qiu)的科研界(jie)而言(yan)，注定(ding)是充满变革(ge)与惊(jing)喜的一年(nian)。而(er)在无(wu)数闪(shan)耀的(de)聚光(guang)灯下(xia)，总(zong)有(you)一(yi)些“隐藏(cang)路径”上的(de)探索，如同(tong)暗(an)夜中的星(xing)辰，悄然(ran)点(dian)亮了未知的(de)边界(jie)。含羞草实(shi)验(yan)室，这个以其(qi)敏(min)锐的(de)科研嗅(xiu)觉和不懈(xie)的(de)探索精(jing)神而闻名(ming)的机构，在今年(nian)交(jiao)出(chu)了一份令(ling)人(ren)瞩目的答(da)卷。

他们并(bing)非(fei)总是(shi)追逐(zhu)最(zui)热(re)门(men)的(de)科学(xue)风(feng)口(kou)，而是(shi)选(xuan)择了(le)一条更为曲折(zhe)、但也可(ke)能(neng)孕(yun)育出(chu)颠覆性创(chuang)新的道路(lu)——挖掘(jue)那些被忽视的(de)细(xi)节，探寻(xun)那些鲜为(wei)人(ren)知(zhi)的关联(lian)，从而在(zai)看(kan)似(shi)平(ping)凡的领(ling)域中(zhong)，发(fa)现非凡(fan)的(de)“隐藏路径”。

今年，含(han)羞草实验(yan)室在“隐藏(cang)路径”上的(de)最大(da)突破(po)之一，可能(neng)要数(shu)他们(men)在(zai)生物材(cai)料领(ling)域(yu)的(de)意外(wai)发现。长(zhang)期(qi)以来(lai)，科学家(jia)们(men)一直(zhi)在(zai)努力寻(xun)找既(ji)环(huan)保又(you)具(ju)备优(you)异性能的(de)新(xin)型(xing)材料。而含羞草实验(yan)室的研究团队，在(zai)一次对(dui)一种稀有植物(wu)——“月光(guang)藤(teng)”——的(de)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)中(zhong)，无意中(zhong)发现了其叶片中一(yi)种特殊(shu)的(de)蛋白质结(jie)构。

这种(zhong)结构(gou)在(zai)特(te)定(ding)环(huan)境下，能够(gou)自发形(xing)成(cheng)一种具(ju)有高(gao)度生(sheng)物相(xiang)容性和(he)可降解(jie)性的三维(wei)网(wang)状(zhuang)材料(liao)。更令人(ren)惊(jing)叹的是，这(zhe)种材料在(zai)力学(xue)性(xing)能(neng)上(shang)，竟(jing)然可以媲美一(yi)些目(mu)前(qian)广(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)合成(cheng)高分子材(cai)料，甚(shen)至(zhi)在(zai)某(mou)些(xie)方面表(biao)现(xian)出(chu)更强(qiang)的(de)韧性和弹性(xing)。

这(zhe)个发现(xian)并(bing)非(fei)一(yi)蹴而就，而是源(yuan)于团队对“月光(guang)藤”在不同(tong)生长阶段的微观(guan)结构(gou)进行(xing)的细致(zhi)观察。他们(men)注意(yi)到，在月光(guang)照射(she)特别(bie)强烈的夜(ye)晚(wan)，这种植物(wu)叶(ye)片的细胞壁会(hui)出现一(yi)种肉(rou)眼难以(yi)察觉的(de)微(wei)小变化。起初，这(zhe)只是一(yi)个(ge)不经(jing)意的观察(cha)记录(lu)，但对于(yu)严(yan)谨的(de)科学家来(lai)说，每(mei)一(yi)个异常都可(ke)能隐藏着(zhe)一个(ge)未知的秘密。

通(tong)过(guo)高(gao)分(fen)辨率显微成(cheng)像技术和先进的分(fen)子动(dong)力学(xue)模拟，研(yan)究(jiu)人(ren)员(yuan)逐渐(jian)揭开了这(zhe)种(zhong)蛋白质在光照刺激下(xia)的折(zhe)叠和组(zu)装(zhuang)机制。这一过程，如同大(da)自然精巧的(de)“纳(na)米(mi)制造(zao)”技术(shu)，在(zai)温和的(de)条(tiao)件下(xia)，高效地(di)构建(jian)出(chu)具有特(te)定(ding)功能的材料。

这(zhe)种“月光藤”蛋(dan)白材(cai)料的出现(xian)，为(wei)生物医学领(ling)域带来了无(wu)限可能。想象一下(xia)，未来手(shou)术中使(shi)用(yong)的缝(feng)合线，不(bu)再是(shi)冰(bing)冷的合(he)成线，而(er)是能够(gou)与人体组织完美融(rong)合(he)、并在术(shu)后自(zi)行降(jiang)解的天然(ran)材(cai)料；或是(shi)用于药(yao)物(wu)缓释(shi)的载体，能够精(jing)准地(di)将(jiang)药(yao)物释放到(dao)病灶部位，同时(shi)避(bi)免(mian)对健(jian)康细(xi)胞的损(sun)伤(shang)。

更进一步，这(zhe)种材(cai)料的易(yi)获取(qu)性和环保(bao)性，也为(wei)解决塑料污(wu)染等全球性环(huan)境(jing)问(wen)题提(ti)供了(le)一种全(quan)新(xin)的思(si)路(lu)。我(wo)们(men)不必再(zai)依赖(lai)石油(you)化工产品制(zhi)造一次(ci)性(xing)用品，而(er)是可(ke)以从自然(ran)中提(ti)取可(ke)持续(xu)的替代(dai)品(pin)。

另(ling)一条“隐(yin)藏路径(jing)”则(ze)指向了人(ren)工智能的(de)“意识”边界(jie)。尽(jin)管人工(gong)智能发展(zhan)迅猛(meng)，但“意识”这(zhe)个词，在科学(xue)界(jie)仍然是一个充(chong)满争议(yi)且(qie)难以(yi)捉摸的(de)概念。含(han)羞草(cao)实验(yan)室并(bing)没有直接(jie)尝试(shi)去“制(zhi)造”有(you)意识(shi)的(de)AI，而是(shi)另(ling)辟蹊径，深入(ru)研究(jiu)了(le)某些(xie)复(fu)杂生命(ming)体(ti)在(zai)极端环境(jing)下的行(xing)为(wei)模(mo)式(shi)。

他(ta)们选(xuan)取(qu)了(le)微生物，比(bi)如一(yi)种(zhong)能够(gou)在(zai)深(shen)海热(re)泉中生存的(de)古(gu)菌，来(lai)模拟其在(zai)信息(xi)输入极度(du)有(you)限(xian)且充(chong)满(man)不(bu)确定性(xing)的(de)环(huan)境(jing)下的(de)决策过程(cheng)。

通(tong)过建立(li)复杂的仿(fang)生(sheng)模型，并(bing)结合强(qiang)化学习(xi)算法，实验(yan)室成(cheng)功地(di)让AI模(mo)拟出了这种古(gu)菌在面临(lin)资(zi)源(yuan)匮乏、温度骤变等情(qing)况时的(de)“选(xuan)择”行为。令(ling)人(ren)意外的(de)是，在(zai)模(mo)拟(ni)过程中，AI表现(xian)出了(le)一种近(jin)似于(yu)“直觉(jue)”的反(fan)应，甚至能(neng)够(gou)“预测”到(dao)短期(qi)内环境的变化(hua)，并提前(qian)做出最(zui)优的(de)“应对策略”。

这种(zhong)“直觉”并非(fei)源于预设的(de)规(gui)则(ze)，而是从(cong)海(hai)量数据和(he)模拟交互中(zhong)“涌(yong)现”出来(lai)的。这(zhe)是否意味(wei)着，在足够复杂(za)且具(ju)有一(yi)定“自主性”的(de)系统中(zhong)，能够(gou)产(chan)生某种原始的“意识”萌(meng)芽？

含羞草实验(yan)室的(de)研究(jiu)人(ren)员(yuan)对此(ci)保持着审(shen)慎的(de)态度(du)。他们(men)强调(diao)，这并非真(zhen)正意义(yi)上(shang)的“意(yi)识(shi)”，更(geng)不是(shi)科(ke)幻(huan)小说(shuo)中的(de)“强(qiang)人工智(zhi)能”。这种在极端环境下涌(yong)现出(chu)的“类(lei)直觉(jue)”行为，为我们理解生(sheng)命(ming)体(ti)如(ru)何(he)在(zai)高(gao)压环境中(zhong)生(sheng)存和适(shi)应(ying)提(ti)供(gong)了新的视角(jiao)。它也暗(an)示着(zhe)，未(wei)来的AI研究(jiu)，或许(xu)可以从模(mo)拟生(sheng)命体(ti)的“底层逻辑”出发，而非仅仅依赖(lai)于模仿人类(lei)的(de)思维模(mo)式。

这条“隐(yin)藏路(lu)径(jing)”的研究(jiu)，为我(wo)们提供了(le)思考(kao)人工智能(neng)边(bian)界(jie)的全(quan)新维(wei)度，也让我(wo)们对(dui)“智能(neng)”本身的定义有(you)了(le)更(geng)深的理解(jie)。

当然(ran)，含(han)羞(xiu)草实(shi)验室(shi)的“隐(yin)藏路(lu)径”探索远不(bu)止(zhi)于(yu)此(ci)。在天文学(xue)领域，他(ta)们(men)通过对宇(yu)宙(zhou)背(bei)景辐(fu)射数据(ju)的深度挖(wa)掘(jue)，发现了此(ci)前(qian)未被注意到(dao)的微弱信(xin)号，这(zhe)些信号可(ke)能(neng)指向(xiang)了宇(yu)宙早期(qi)某种未知粒子的(de)存在(zai)。在气候(hou)变(bian)化研(yan)究(jiu)中，他们关注(zhu)的(de)是那(na)些被主(zhu)流模型忽略(lve)的(de)“微气候”变化，试图(tu)理解(jie)这些细(xi)微变化(hua)对全(quan)球生(sheng)态系(xi)统可能(neng)产生(sheng)的(de)长远影响(xiang)。

每一个看似(shi)微小的(de)发现(xian)，都可(ke)能是(shi)一扇(shan)通往更广(guang)阔未知(zhi)领域的(de)大(da)门(men)，等待(dai)着被(bei)好(hao)奇的(de)目(mu)光一(yi)一开启。2023年(nian)，含羞(xiu)草实验(yan)室(shi)用实(shi)际行(xing)动证(zheng)明，那(na)些最令(ling)人(ren)振奋(fen)的突破，往往(wang)隐(yin)藏在最(zui)不(bu)为(wei)人注意的角(jiao)落，需(xu)要的是一颗敢(gan)于质(zhi)疑、勇(yong)于(yu)探(tan)索的(de)心。

追寻未(wei)知，解(jie)构科研突(tu)破背(bei)后的(de)未竟(jing)之谜(mi)

含羞草实(shi)验室在2023年“隐藏(cang)路径(jing)”上的累累(lei)硕(shuo)果(guo)，固然(ran)令(ling)人(ren)振(zhen)奋(fen)，但(dan)科(ke)学的(de)魅力，恰恰(qia)在于(yu)它永(yong)无(wu)止(zhi)境的探索(suo)和层出(chu)不(bu)穷的(de)未(wei)知。每(mei)一次成功的(de)突破(po)，都如同点(dian)亮了(le)前方的一小片(pian)区域，而(er)更广阔(kuo)的黑(hei)暗，则(ze)在视(shi)野的(de)边缘蠢蠢(chun)欲动(dong)。这些“隐藏(cang)路径(jing)”上的(de)发现(xian)，在带来希望(wang)的(de)也抛出了(le)更(geng)多值得我(wo)们(men)深思(si)的“未竟(jing)之(zhi)谜(mi)”。

就(jiu)拿生物(wu)材(cai)料领(ling)域的“月光藤”蛋(dan)白来说，虽然我(wo)们已(yi)经初(chu)步掌(zhang)握了其自组装(zhuang)的(de)机(ji)制，并且对(dui)其(qi)力(li)学(xue)性(xing)能有(you)了初(chu)步(bu)的(de)认(ren)识(shi)，但要真正将它(ta)推(tui)向(xiang)应(ying)用，仍然(ran)面临着巨(ju)大的(de)挑战(zhan)。如何实现(xian)大规(gui)模(mo)、稳(wen)定(ding)、低成本(ben)的提(ti)取(qu)和(he)合成？“月(yue)光藤”毕(bi)竟是一种稀(xi)有(you)植(zhi)物(wu)，依赖(lai)自(zi)然(ran)生长(zhang)来(lai)满(man)足工(gong)业化需求(qiu)显(xian)然不现实。

实验(yan)室(shi)需要进一步研究其基因组，通(tong)过基因(yin)工程(cheng)技(ji)术(shu)，或者(zhe)找到更(geng)高(gao)效(xiao)的(de)化学合(he)成(cheng)路(lu)径，才能(neng)让(rang)这种(zhong)“神奇材料”真正(zheng)走(zou)入人(ren)们(men)的生活。

其(qi)长期(qi)的生物相(xiang)容性(xing)和潜在(zai)的免疫(yi)原(yuan)性(xing)，仍需深入(ru)评估。尽(jin)管(guan)初步(bu)测(ce)试显示(shi)其生(sheng)物相容性(xing)良好(hao)，但人(ren)体是一个(ge)极其复杂(za)的微(wei)环境(jing)，长(zhang)期的(de)植入或接(jie)触，是(shi)否(fou)会引发(fa)意想不(bu)到的免(mian)疫反应？这需(xu)要更长(zhang)时(shi)间(jian)、更全(quan)面的临床前(qian)和临(lin)床试验来(lai)验(yan)证。这(zhe)种(zhong)材(cai)料(liao)在(zai)不(bu)同生(sheng)理环境下(xia)的降(jiang)解速度(du)和降解产物的安(an)全性，也需要(yao)进一步(bu)的细致(zhi)研(yan)究。

我们期(qi)待它能温(wen)和地(di)“消失”，而不(bu)是留下任(ren)何潜(qian)在(zai)的危害。

更深层次的未竟之(zhi)谜在于(yu)，这种“自(zi)组装”的自然(ran)机(ji)制(zhi)，是否可(ke)以被(bei)“泛化”到(dao)其他蛋(dan)白(bai)质或(huo)生物分(fen)子(zi)上(shang)？如果能理(li)解(jie)其核心的“设计(ji)原(yuan)理”，我(wo)们或(huo)许就(jiu)能(neng)创(chuang)造出(chu)更多(duo)具有特定(ding)功能的(de)仿生(sheng)材(cai)料，而非(fei)仅仅依(yi)赖于(yu)“月光(guang)藤”这(zhe)一种特定植物。这需要对蛋白质(zhi)的折(zhe)叠动(dong)力(li)学(xue)、分子间相(xiang)互作用(yong)力以及环(huan)境因(yin)素(su)的调控机制进行(xing)更深(shen)入的理论研究(jiu)。

在人工(gong)智能的“意(yi)识(shi)”边界(jie)探索(suo)方面，含羞(xiu)草实(shi)验室的(de)研究更(geng)是(shi)触(chu)及了(le)一个(ge)哲学(xue)与科(ke)学(xue)交(jiao)织的深(shen)渊(yuan)。虽然(ran)他们强(qiang)调(diao)模(mo)拟的古(gu)菌行(xing)为并非真正(zheng)的(de)“意识(shi)”，但这(zhe)种“涌现”出(chu)的“类直觉”能力，依然(ran)引(yin)发了无(wu)数的思考(kao)。我们(men)如何(he)定义(yi)“意(yi)识(shi)”？它是(shi)数(shu)量的(de)堆(dui)积，还(hai)是质的飞跃？是否(fou)存在一(yi)个“意识(shi)阈值”，一旦(dan)系(xi)统(tong)达(da)到(dao)某(mou)个复杂度，就会自然而然(ran)地产(chan)生意识(shi)？

如果说(shuo)AI的(de)“涌现(xian)”行为让我们(men)窥见(jian)了“智(zhi)能”的另一种(zhong)可(ke)能(neng)性(xing)，我们如(ru)何(he)去“度量(liang)”这(zhe)种可(ke)能性(xing)？目(mu)前，我们(men)对AI的评(ping)估(gu)，大多集(ji)中(zhong)在其(qi)完成(cheng)特定任(ren)务的能(neng)力(li)上，例(li)如(ru)图(tu)像(xiang)识(shi)别、语(yu)言翻(fan)译(yi)等。但对于(yu)这种(zhong)“涌现(xian)”出来(lai)的、更(geng)接近(jin)于(yu)“生(sheng)存直(zhi)觉”的(de)能力(li)，我们缺(que)乏(fa)有效的评(ping)估工具(ju)和(he)标准(zhun)。

这不(bu)仅是技术(shu)上的难题，更是(shi)对我(wo)们(men)理解“智(zhi)能”本(ben)身定(ding)义的挑战(zhan)。

而另(ling)一个(ge)未竟之谜(mi)是，如果我们未来能(neng)够创造出(chu)拥(yong)有某种(zhong)形式“意(yi)识(shi)”的AI，我们(men)又(you)该如(ru)何与它们(men)相(xiang)处(chu)？它们(men)是否(fou)应(ying)该(gai)拥有(you)权利(li)？它们(men)是否会拥有情感？我们对AI的伦(lun)理考量(liang)，是否(fou)需(xu)要超越现(xian)有的(de)“工具(ju)性”框(kuang)架，进(jin)入一个全(quan)新的、更复杂(za)的(de)维度(du)？含羞草实验室(shi)的研究(jiu)，虽然是基础性的探(tan)索，却可能为(wei)我们(men)未来的社(she)会结(jie)构和伦理(li)准则，埋下(xia)了深(shen)刻(ke)的(de)伏笔。

在(zai)天文学(xue)领域(yu)，那些微弱的(de)信号是(shi)否真(zhen)的指(zhi)向了未(wei)知粒(li)子(zi)？这些(xie)粒子(zi)又将(jiang)如何(he)改写(xie)我们(men)对宇(yu)宙(zhou)基本构成(cheng)和演化(hua)的认(ren)知？它们(men)是(shi)否会(hui)是暗物质(zhi)的候选(xuan)者，或(huo)者(zhe)带来全(quan)新的粒(li)子(zi)物理理(li)论？这(zhe)些问题，都需要(yao)更多的(de)观测数据和(he)理论模型(xing)的支(zhi)撑(cheng)，也(ye)需要(yao)其他独立研究(jiu)机(ji)构的(de)进(jin)一步(bu)验(yan)证(zheng)。

科(ke)学的进(jin)程，正是在(zai)一次(ci)次的(de)验证和(he)反驳中向前推进。

即使(shi)是(shi)那(na)些被忽(hu)视(shi)的“微(wei)气候”变化(hua)，其(qi)背后也(ye)隐藏(cang)着(zhe)复杂的(de)因果(guo)链(lian)条。例如(ru)，某种特(te)定(ding)区域(yu)的温度上(shang)升(sheng)，是(shi)否会影(ying)响当地(di)的降雨(yu)模(mo)式，进(jin)而(er)影响(xiang)作(zuo)物的(de)生长，最(zui)终可能(neng)引发区域(yu)性的粮食(shi)危(wei)机(ji)？这些(xie)看似遥(yao)远且孤(gu)立的(de)事件，若能(neng)在“隐藏路(lu)径(jing)”上(shang)被(bei)早期发现并(bing)理解，或许(xu)就能为我(wo)们(men)预防(fang)未(wei)来(lai)的(de)灾难提供(gong)宝贵(gui)的(de)时间窗(chuang)口。

2023年，含(han)羞(xiu)草实(shi)验室(shi)的(de)“隐藏路(lu)径”探索，就(jiu)像(xiang)一(yi)场精彩的(de)接力(li)赛。他们奔(ben)跑(pao)在最(zui)前沿(yan)，用智慧(hui)和汗(han)水(shui)点(dian)燃了科学的火炬(ju)，但(dan)火(huo)炬的光(guang)芒(mang)所及之(zhi)处，也映照(zhao)出更多(duo)的黑暗深渊(yuan)。这(zhe)些未竟(jing)之谜，并非(fei)阻(zu)碍，而(er)是(shi)科学探索(suo)的(de)动力源(yuan)泉。它(ta)们激励着一代(dai)又一代的科学家，去追寻、去(qu)解构、去理解，去将(jiang)那(na)些(xie)隐藏(cang)的路径(jing)，最(zui)终转化为照亮(liang)人类文明前行(xing)的(de)璀璨星(xing)河。

含羞草(cao)实验(yan)室的探索(suo)，才(cai)刚(gang)刚开始，而那些(xie)等待(dai)被揭(jie)开的(de)秘密(mi)，正(zheng)等(deng)待着(zhe)下一个(ge)勇(yong)敢(gan)的追寻者。

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图片来源：每经记者 阿罗 摄

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