

本·费林加制造了世界上最小的机器。它们是螺旋桨驱动的交通工具或四轮交通工具,直径比人类头发的一千分之一还小。在这个纳米的世界里,万有引力定律不再适用,只遵循化学定律就能产生非凡的现象。
2016年,Feringa与法国科学家Jean-Pierre Sauvage和英国化学家Fraser Stoddart一起获得了诺贝尔化学奖,以表彰他们在设计和生产这些“分子机器”方面的开创性工作,这些机器有望引发一场类似于工业时代的革命。这位来自荷兰格罗宁根大学的有魅力的化学家的目标是让纳米机器能够穿透人体,在需要的地方携带药物,制造真正可回收的塑料和自我修复的材料。现年73岁的费林加前往马德里参加Ramón阿雷斯基金会的会议,并接受了EL PAíS的采访。
的问题。在你的讲座中,你经常问听众,他们认为手机里和人体内哪一种化学元素更多?为什么?
的答案。我们的身体可能是我们所知道的最复杂的东西。即使是单个细胞也比像马德里这样的整个城市复杂。当你分析人体中有多少化学元素,有多少分子,包括那些构成蛋白质的DNA的分子,你会得到一个相当小的数字。另一方面,我们人类制造的东西达到了相当复杂的程度。所以这是真的:智能手机中的化学元素比人体内的化学元素更多,但这并不意味着它更复杂。我从大自然母亲那里看到了一个奇妙的信息:如果你知道怎么做,你可以用几个基本的部分做很多事情。这正是我们正在努力学习的。这就是科学之美。
问:今天的纳米机器能做什么?
答:它们仍然很原始,很难改进,但经过八年的工作,我们有了可以在癌细胞上钻孔的马达和分子开关。这样我们就可以给它们注射药物。我们正在努力制造智能药物。我们也可以用这些马达来制作响应表面。它们可以用来制作自动清洁的窗户,或者根据光线和一年中的时间将你与冷或热隔绝。我们也在制造可以自我修复的人造肌肉和智能材料。我们面临的挑战之一是制造出可以很容易回收的塑料,通过对它们施加光或电。
问:光吗?
a:是的,我们也和光制药公司合作。这些化合物有两种状态:开和关。我们的想法是做精确的治疗。假设你有局部感染。我们用光激活抗生素,这样你就不会受到这些药物对肠道有益微生物的负面影响。24小时后,药物再次失效,所以你不会对抗生素产生抗药性。这同样适用于癌症。我们可以治疗不能手术的小肿瘤,我们可以防止化疗的副作用。
问:它们处于什么发展阶段?
答:我们将开始在动物身上进行临床前试验。关键的突破是,迄今为止,人们使用了一种有害的光,比如紫外线。现在我们已经证明,红外光是无害的,能够穿透组织深处,也可以用来激活这些分子开关。
问:你认为医用纳米机器什么时候会成为现实?
答:这是个大问题。例如,为今天的电动汽车提供动力的电池是在20世纪80年代开发的。这可能需要20年。但与我刚开始的时候不同,现在有很多团队同时在这个领域工作,所以我相信他们会来的。这并不是说在二十年后我们的身体将充满纳米机器,但它们的用途将与目前的假肢类似,比如髋关节植入物,或者是集成在皮肤上的身体状态传感器。
问:你说纳米机器还可以帮助我们了解生命是如何出现的。
答:最大的问题是:我们从哪里来?几个分子是如何聚集在一起形成一个可以复制、有新陈代谢和运动的原始细胞的?正是由于有了带有马达的分子机器,生物学才得以发明将能量和其他资源从一个地方运送到另一个地方。最简单的细菌已经具备了移动寻找食物的能力。运动在进化的早期就出现了。这就是为什么我们设计的纳米机器可以帮助我们了解生命最初是如何出现和进化的。
问:今年的诺贝尔物理学和化学奖颁给了人工智能(AI)领域的专家。你说人工智能不会像人类一样犯错,这是它最大的缺陷。
A.科学研究的失败很重要。你总是能从没有如你所愿的实验中学到一些东西。人工智能有可能帮助我们放弃实验,例如,从数千种可能性中选择50种最有趣的实验,但这并不排除其中一些选择失败的可能性,事实上这很重要。改进AI的一种方法是给予它犯错的自由,然后用不同的策略再试一次。人工智能和实验室的机器人化将永远改变科学,但我认为,最终,我们将始终需要人为因素及其创造力。我们也必须非常挑剔。人工智能现在提供的结果只能和我们一开始提供的数据质量一样好,而这些数据通常很差或非常异构。这就是为什么我们在结果中看到巨大的差异。这可能会把我们引向一种误导性的科学研究方式。
问:你来自一个农民大家庭。你经常谈论“大自然母亲”,以及纳米机器如何向我们展示生命的起源。你认为上帝在这一切中有一席之地吗?
答:我在一个罗马天主教家庭长大。但作为一名科学家,很难说,“哦,这是上帝的右手。”我认为化学和生物学可以解释我们细胞和身体中发生的一切。但与此同时,我不会说这就是全部。人类的思想,感情,爱,人类的意识,我们可以通过激素和其他分子的作用,电脉冲,化学来解释它们。但总有更多的东西。对我来说,也许上帝是人与人之间发生的所有美好的事情,我们无法用语言表达。为什么我们彼此欣赏,为什么我们彼此相爱?这是个谜。
问:电视剧《辛普森一家》预言你会获得诺贝尔奖,这是真的吗?
答:2011年,伊利诺伊大学(University of Illinois)的一位同事打电话给我,告诉我他因为《辛普森一家》(the Simpsons)而被提名为诺贝尔奖的热门人选。斯坦福大学的William Moerner也参与了调查。我记得那是一个周二的晚上,就在诺贝尔奖颁发的前一周。第二天,我的学生用同样的消息来迎接我。我告诉他们,作为格罗宁根大学(University of Groningen)一名谦逊的研究人员,出现在美国电视上是我所能企及的最高荣誉;所以如果他们给我诺贝尔奖,我可能甚至不需要去领奖。事实上,五年后我得了这个奖!莫尔纳在两年前赢得了这个奖项。我不知道他们是怎么做到的,但这是一个奇妙的预测。
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