人工合成淀粉问鼎诺奖需 2 个条件
这两天有一个刷屏的科技新闻：中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所在著名的《科学》杂志发表论文，公布了一项重大科研成果，即在实验室中以人工合成的方式，用二氧化碳和氢气作为原料，合成出了淀粉，也有人把这个成果通俗地称为“空气变馒头” 。（馒头其实是用面粉做的，不过面粉里面也含有大量淀粉，一个比喻不用太较真）
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很多人问我：这个成就值不值一个诺贝尔奖？我今天试着回答一下，个人浅见，仅供参考 。
我先说我的答案：现在还很难讲 。
我承认，这个回答有点像是降雨概率 50%，听上去像是废话 。其实并不是废话，你需要听我详细解释一下 。
从历史经验来看，获得诺贝尔化学奖的成就一般都需要符合 2 个特征：
它是从 0 到 1 的重大科学突破；它对人类的生活产生了重大影响 。即这项科研成果必须要有一定规模的应用 。
以这 2 个标准，我们来考察一下人工合成淀粉获得诺奖的可能性有多大 。
这项技术是从 0 到 1 的突破吗？
我认为是 。
淀粉虽然是生活中最常见，人类最离不开的物质之一，但怎么高效地把二氧化碳变成淀粉，这事只有植物会 。这是它们的天赋技能，其他的生物，不管是动物还是真菌，都不会 。
从二氧化碳到淀粉的合成过程非常复杂 。植物要想做到这一点需要进行 60 步代谢过程，其中涉及到的生化调控更是无比复杂 。要经过光合作用、卡尔文循环、碳碳缩合、聚合生成等等等等，我估计除了光合作用大多数人都听过，其他这些名词可能还是第一次听到 。
一直以来，尽管无数科学家想实现人工合成，但都没有取得突破性进展 。所以，从科研的角度来说，这肯定算得上是 0 的突破，与人类第一次合成化肥、第一次合成蛋白质、第一次成功克隆细胞是差不多等级的突破 。
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而且，这个突破还不只是把植物早就做到的事情又做一遍，我们甚至比植物做得还要好 。
就拿生成淀粉效率比较高的玉米举例，玉米把二氧化碳变成淀粉的能量转换效率只有 2%，而这次的人工合成淀粉技术，理论上可以把效率提高到 7% 。换句话说，种植玉米从播种到收获大概要 2-4 个月的时间，而人工合成淀粉呢只需要 1-2 天的时间 。我们都知道，种植玉米需要大量的土地，还需要看天气 。太冷太热，发水干旱，有虫害都会造成减产甚至绝收，但人工合成就没有这些麻烦事 。我们可以在工厂里面全天 24 小时连续生产 。按照论文中公布的数据，只需要 1 立方米的生物反应器，就能达到 5 亩玉米地的同等产量 。
是否有可能大规模应用？
很多媒体在报道这个新闻的时候，一般都会提到：有了这项技术，以后人类就再也不用种地了，只需要像建化肥厂一样建设粮食生产厂，原料就是二氧化碳和氢气，或者就是水，水可以很容易被电解成氢气和氧气，这两样原料极为丰富，不仅地球上很丰富，火星上也一点都不缺 。只需要有源源不断的能源，就能生产出源源不断的馒头，这幅未来景象实在是太美好了 。
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这个想象本身并没有错，理论上也成立，但是这幅未来图景是不是真的能在二三十年内到来，却又是另外一个问题 。这个问题远比很多人想象得都要复杂 。为了说明这个问题，我们可以来看一下历史上的两个类似案例 。