《世界是个生命体》04/转换:为滋养万物做准备

仿生学结构代表着可持续性,孕育着绿色和希望;
仿生学结构表示模仿自然,回溯自然,向生物界索取灵感,发展绿色未来技术。
——2010年上海世博会城市地球馆


我们不会将原油直接注入到发动机中,因为它无法令发动机正常运作;也不会在饭碗里盛满未脱壳的稻谷,因为它实在令人难以下咽;当然也不会把成吨的金矿石放在银行金库里,因为通常情况下它难以精确计算价值。相反,我们会对这些自然资源作适当的加工处理,以便将其转换为可利用的物资。发动机需要的是从石油中提炼出的汽油,我们喜欢吃煮熟的米饭,而银行则倾向于储备由金矿石加工成的金条。

有趣的是,类似的转换过程也发生在人体的消化、呼吸系统中。食品中含有蛋白质、脂肪和碳水化合物等营养物质,它们呈现为大分子结构。通过消化作用,这些物质会被转换为细胞所需要的小分子,例如氨基酸、单糖、甘油和脂肪酸,等等。而肺则能够将氧气从空气中分离出来,并传送到血液中。

胃通过机械方法将食物磨碎,同时利用酶的催化功能,也就是使用化学方法来分解大分子。采矿业在筛选矿物的时候也需要应用这两种方法。一方面需要粉碎、研磨矿石,另一方面使用化学方法来分离金、银、铜、铁等矿产。大量的来自自然界的原水通过取水口进入到水厂中,经过沉淀、消毒等过程,才能转化成我们日常所使用的自来水。其中利用消毒剂杀死细菌、减少细菌含量的处理阶段,类似于胃酸灭菌的过程。

我们发现,在生物体内存在许多微小的“化工厂”,例如叶绿体和线粒体。借助光合作用,叶绿体可将二氧化碳和水转化为碳水化合物;而线粒体则可以合成一种与能量有关的物质——ATP (三磷酸腺苷)。同样,在宙斯体内也存在着大量的化工厂。在厂区内,那些弯弯曲曲、错落有致的管道,还有刺鼻的气味,都令我们印象深刻。就这样,无论在生物体中还是宙斯体内,时时刻刻都有无数个化学反应正在进行。这些神奇的变化过程,以一种非同寻常的方式,塑造并滋养了两种不同规模的生命体。

宙斯所获取的各种资源会被转化为更易吸收的原材料。它包括来自采矿业、农业、林业、畜牧业、渔业和制盐业的原料,以及由原料加工而成的材料。宙斯机体的巨大与复杂程度令人叹为观止,当然滋养它的原材料也同样种类繁多:码放整齐的铁锭、铝锭、铜锭;五颜六色的塑料,富有弹性的橡胶;坚硬的陶瓷,透明的玻璃;呈粉末状的水泥,沉重的石材;细长的棉纱,柔软的皮革;气味芳香的木材,轻薄柔韧的纸张,等等。如果缺少这些“养分”,怎能形成强健的宙斯机体呢?

在人体中,如果细胞喜欢某种营养成分,例如维生素,我们就会有意去吃含有这种营养成分的食品,以滋养整个身体。类似的,在宙斯体内,当辣椒培育出来后,很多人都喜欢吃,所以能得到广泛种植并流向世界各地。同样,当我们提炼出汽油后,很多设备都需要用到它,因而得以大规模生产并输送到全球各个角落。

我们知道,大部分原材料不会凭空出现,需要通过加工厂制造出来。乳品加工厂将新鲜的牛奶杀菌消毒后,供我们直接饮用;化学纤维制造业提供各种各样的化纤;石油加工企业通过蒸馏、裂化等过程,将原油加工成煤油、柴油等产品。那些难以直接使用的原料,将分别进入到相关的制造业加工厂中,中间经历繁简不一的加工过程。之后,持续不断地加工出更易使用的原材料。不难发现,这是一个化繁为简、取其精华去其糟粕的过程。

在转换过程中,我们需要注意效率问题。或许这个提醒有点多余。实际情况是,制造业在这方面已做得非常出色。随着相关技术水平不断提高,在冶金行业中每吨金属所产出的矿渣量已大大下降,原材料在加工过程中所产生的边角料大多被有效利用。当然,即便如此,我们仍在想尽办法寻找改进措施,以便做得更好。然而,还有一个需要考虑的问题是:这巨大数量、种类繁多的原材料该如何分配呢?不要忘了,有数十亿人在等着用呢!


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编辑于 2019-07-09