世界不思議

科學家用DNA來存儲數字數據


DNA是生命的組成部分,攜帶著這個星球上所有生命的遺傳物質。因此,DNA是一種非常強大的存儲材料,經過數千年的優化,它可以存儲大量的信息。如果我們可以利用它在DNA中存儲自己的數字數據呢?這正是這一領域的先驅者喬治·丘奇領導的研究人員多年來一直關注的問題。使用DNA作為數字數據的存儲可能聽起來像科幻小說,但最近發表在《自然通訊》雜誌上的研究表明,事實並非如此,而是事實。在最近發表的這項研究中,科學家們發現了一種方法,將流行的超級馬里奧兄弟(Super Mario Brothers)遊戲中的音樂編碼成12條人工合成的DNA鏈,並在計算機上播放。

種眾所周知的方法,並將其應用於DNA測序。這種方法被稱為光刻法,它利用光誘導化學變化,從而將圖像傳送到基板或材料表面。這很像在暗室里用膠捲工作,攝影師用光來曝光圖像。在這種情況下,我們可以把圖像看作是在膠片上捕捉到的信息。這種方法的優點是它的高精度,因為光可以被控制,從而允許信息編碼在核苷酸鹼基的水平,或DNA的組成部分。這個過程可以重複多次,這反過來又可以創造定製的高精度DNA測序。換言之,如果我們認為DNA是由樂高積木組成的,那麼我們就可以想像用這種方法儲存的東西的無限可能。

這項研究有可能通過將自然與計算相結合來徹底改變計算。它還揭示了大自然的高度複雜性和優雅性,可以用來構建更高效的系統。

也正是通過這個例子,我們可以最清楚地看到,科學是宇宙的語言——沒有科學學科存在於筒倉中,而是每一門學科都是一個多層面現實的一個方面,當與之結合時,可以用來在有形的宇宙中創造創新。它需要創造性和獨創性來理解如何將一門學科的原則傳遞到另一門學科,就像翻譯人員將作品從一種語言翻譯到另一種語言,從而將知識傳遞給更廣泛的社區。同樣地,將跨學科的性質從一門學科轉換到另一門學科,會使我們對宇宙有更深刻地理解,並提高我們的創新能力。

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