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「无学科专栏」出品最新分享啦

刘雁冰

从这一期开始，我将会在「无学科专栏」翻译生物学与设计的跨学科专著《合成美学》。

小杜

「无学科专栏」是一个试图打破学科边界的讨论专栏，专栏推文持续探索着连接知识疆域的新想法。

本篇推文为前言的一部分。主要介绍了合成生物学领域的发展目标，以及如何与设计携手探索一个全新的未来。

生物设计研究者金斯伯格在麻省理工出版社出版的《合成美学》

Synthetic Aesthetics: Investigating Synthetic Biology's Designs on Nature

合成生物学诞生

电路、开关、闸门、传感器、振荡器是机器人、计算机和数字逻辑电路的语言。当我们将视角转到生物学，我们需要一套新的语言，生命与死亡的语言，蛋白质结构、生物进化、物种繁殖和细胞衰亡，生物竞争的语言。为了建立一套可以使用生物语言的方式，新兴的合成生物学诞生了。

十九世纪是由工业革命的机械化塑造的；在二十世纪，信息革命的硅电路重组了现代生活。现在，一些人预测生物技术将成为新变革的主要动力。

合成生物学家认为，他们的工作将通过设计（或重新设计）生物，成为这场设想中的 "成功的生物技术革命 “的重要部分。

合成生物学—

是一个年轻的领域，在全球范围内发展势头良好，吸引着工程师、生物学家、化学家、物理学家和计算机科学家在实验室的工作台上操纵生命物质。

这些科学家们，希望利用“标准化”等一系列科学的方式重新设计现有的生物体。有些人甚至试图构建全新的生物体。该领域的愿景与计算机技术早期的状态非常相似，因为研究人员将 DNA 的位点想象为可编程的部件并进行编码，类似于计算机软件与硬件的互动。

一些合成生物学家把他们今天的工作比作上个世纪70年代和80年代，在车库里制造了第一批个人电脑，并为一个新行业奠定了基础的创新者们（比如乔布斯、比尔盖茨）。对于合成生物学家来说，现有的生物可能只是另一种可供设计的材料，这些材料的使用将会推动了21世纪的进步。

Biogenic Timestamp 在该项目进行的案例研究中，电子元件受到转基因蓝藻的影响。这些微小的生物从计算机硬件中摄取硅、金和铁等元素，随着蓝藻的生长重新排列电路组成，从而完全破坏了人造电子电路的线性逻辑。

是什么让人们渴望生物学具有可预测性和功能性？为什么生物学从理解生物开始转向设计生物？

许多合成生物学家都渴望改进遗传工程。对这些研究人员来说，现在的基因工程与其说是工程，不如说是工艺。它是一种可以提供独特产品的方法，但不是系统的工具和技术。

遗传工程师可以将鱼的抗冻蛋白基因转移到西红柿的基因里中，生产出抗寒水果，但这种解决方案是一次性的。相反，合成生物学家希望有一个系统的方法制造更快、更有效、更可重复和更便宜的生物材料。

正如螺纹的标准化将各个螺母和螺栓的制造商统一起来，从而推动了工业革命一样，人们希望生物工程将促成一场生物技术革命。简而言之，合成生物学家希望能够可靠地将防冻基因插入大量的其他生物体，并且每次都有可预测的结果。

由 WILL CAREY、ADAM REINECK（设计师）、REID WILLIAMS、WENDELL LIM（科学家）用合成细菌进行生物制造创造内容的包装。

生物本身可能并没有这样的统一机制，但通过应用工程设计原则，比如标准化，合成生物学家试图建立这样的机制。未来的生物设计师甚至可能不在实验室里工作，仅仅使用各种设计软件就可以控制和设计。

之所以我们会对生物工程产生如此雄心壮志的的期待，一定程度上，是因为我们对可持续燃料、新型生物制造技术、新型治疗药物和新型生物材料的期待所驱动的。

通过合成生物学，生物可以成为一个操作系统+机器，理论上，这种方式将创造了一种无限可能的技术，它可以用来为未来全球人口的激增生产食物，并补救两个世纪以来工业现代化对环境的破坏。

生物黑客·编程架构·生物计算 — David Benjamin 和他的公司 The Living 正在通过合成生物学、建筑和计算的开创性交叉设计新的复合建筑材料。

将生物学变成设计的媒介和材料，这样的愿景背后是对改变世界、拯救世界的宏图想象。但它们引起了许多问题，由生物技术造成的无意甚至有意的损害的可能性是什么？我们该如何管理生命材料的所有权？这些问题已经受到生物伦理学家、社会科学家和政策制定者的密切关注。但合成生物学也提出了一些复杂的新问题，如我们应该如何选择技术的发展道路，以及合成生物学家的目标与技术的潜在用户（所有人）的目标是否一致。

合成生物学 · 学科领域与探讨

#01.

本书的第一部分介绍了两个关键领域：合成生物学和设计。

在第一章中，Alistair Elfick 和 Drew Endy，两位都是受过专业训练的生物工程师将向我们介绍合成生物学，并描述了他们通过利用生物的独特属性来作为设计材料的愿景。

在第二章中，艺术家 Oron Catts 和 Ionat Zurr 表达了他们的担忧，即我们正在进入一个由单一工程范式主导的未来，这与第一章中工程师的思考形成了直接的对比。艺术家们认为，过去一个世纪发展起来的 "工程思维 “有可能垄断生活。他们认为，让人们保有多种思维框架的一种方式是向其他学科（包括艺术）开放生物技术的工具和空间。

在第三章中，设计师和艺术家 Alexandra Daisy Ginsberg 研究了设计的思维方式，以及对设计师自己和设计师制造的产品的看法，她认为这些人造物在某种程度上已经从自然中解放出来，或与自然分开。合成生物学正在以现有的设计学科为模型，然而设计本身是处于危机中的生产系统的一部分，阻碍了可持续的、道德的和想象力的创新。她认为，在我们重塑生物学的同时，也有机会重塑我们对设计的理解。

Neri 解释克式循环创意图谱（KCC）

#02.

第二部分从三个不同的角度探讨了自然和设计。

在第四章中，工程师 Drew Endy 认为“生物进化”就是 "设计 "和 "解决问题 "，自然产生的解决方案为合成生物学提供了灵感，我们可以让自然作为我们解决方案的素材库。在第五章中，社会科学家 Pablo Schyfter 提出了相反的观点，即自然中没有设计。他认为，由于价值是设计的核心，所以设计是只有人做的事情。重要的是，在合成生物学中，设计将价值问题引入了一个以前与之无关的领域。

Alexandra Daisy Ginsberg 在第六章中指出，认识到合成生物学的设计将不可避免地成为更大的社会、政治和经济背景的一部分是至关重要的。合成生物学利用了工程设计原则，但她建议我们也应该发展人类尺度的设计原则，以便更好地理解好的或坏的设计对生物学来说可能意味着什么。

《设计正义的网络原则》，该原则由 30 位设计师，艺术家，技术人员和社区组织者在 2015 年的联合媒体会议上首次提出。

#03.

在第三部分介绍将介绍六个案例研究，即 “合成美学实践”，将每个案例中，都以不同的方式探索了合成生物学中的设计理念。

我们的目的不是要展示完成的工作，而是要提供新的互动和讨论模式，并提出新的工作方式。这些案例中提出了一系列具有挑战性的问题。比如

有关于尺度和形式的问题，例如：设计工具是否可以跨尺度，从微米的生物尺度到米的建筑尺度（第七章；David Benjamin 和 Fernan Federici）？
合成生物设计如何在声音和音乐中表现出来（第13章；Chris Chafe 和 Mariana Leguia）？
而在合成生物学中设计所需的抽象性的局限性是什么（第14章；Pablo Schyfter）？

还有一些关于过程的问题：

如何使合成生物学家和设计师之间进行跨学科合作（第8章；Pablo Schyfter）？
来自商业产品设计的 "设计思维 "的理念能否成功地应用于科学教育和研究（第9章；Will Carey, Wendell Lim, Adam Reineck, and Reid Williams）？
工程学是否已经把创造力委托给了设计师，如果是这样的话，是否可以通过合成生物学来重塑它（第10章；Alistair Elfick）？

然后，还有关于用生物基质进行设计的特殊性的问题：