本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
有一天，我希望在我房子的房间里外都盘绕着一根长管子，里面装着微弱发光的藻类培养液。我知道这听起来很奇怪，但这些微小的生物是生物发光的，因此环保爱好者认为它们可以成为很棒的环保灯。它们利用太阳的能量，这使得它们具有可持续性，而且它们对环境也很敏感——对振动做出反应而发光——因此当有人走进房间时，灯会自动亮起。
我不确定在想要藻类家庭照明解决方案方面我有多么稀有，但我知道至少还有一个人对这个想法感兴趣。我第一次听到这个概念是一位名叫蕾切尔·阿姆斯特朗的年轻演讲者在切尔滕纳姆科学节上提出的。我安排在伦敦托特纳姆法院路的一家咖啡馆与她会面。她看起来很有趣，而且无论如何，我想弄清楚在哪里可以给自己买到一盏那种时髦的灯。
阿姆斯特朗迟到了 15 分钟才到，但她迅速解释说她与一家名为 Sustainable Now Technologies 的公司合作开发灯具，以此弥补了迟到。虽然它们在几年内不会投入生产，但当我几天后打电话给公司主管时，他告诉我。幸运的是，我很快发现阿姆斯特朗的理念远远超出了家用电器——而且更加有趣。
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尽管阿姆斯特朗之前接受过医学博士培训，现在是格林威治大学建筑学院的高级教学研究员，但她目前正在攻读博士学位。她的研究课题听起来很吸引人：我们如何才能使建筑物和城市更“有生命力”；对环境更敏感？她的方法也很不寻常：“我做了很多观察，”她解释说，“但由于我观察的性质，我没有生成那么多数据。我的意思是，不清楚到底应该记录哪些数据”。
如果您看一下阿姆斯特朗的 YouTube 频道，您就会明白她的意思。她的研究重点是当你将几滴三摩尔氢氧化钠溶液滴入一些油中时发生的奇异现象。当阿姆斯特朗加入氢氧化物并架起显微镜观察发生了什么时，她进入了一个奇异的世界。油和水不混合，因此碱性溶液的小液滴以乳液的形式分布在油中。但它们不仅仅是坐在那里。“它们从不融合，”她说，“但它们会形成菌落、蠕虫和其他奇怪的结构”。
她无法解释为什么会发生这种情况，但她说这揭示了这些类型系统的一个未被赏识的方面：它们可能并不完全活着，但它们有时表现得好像它们活着一样，令人感到恐惧。通过研究这些简单但又栩栩如生的液滴，她希望深入了解架构如何在非常简单的系统中自发形成。
阿姆斯特朗用探索的眼光看待这些系统——她说她不会称自己为“真正的科学家”——但她与真正的科学家合作。马丁·汉奇克来自南丹麦大学，他也对这些栩栩如生的油水乳液感兴趣。一些科学家认为，这些非常简单的油包水系统可能是生命最初开始的方式，因为细胞最基本的东西也许就是其内容物与外部环境分离，就像这些液滴一样。汉奇克的工作方式与阿姆斯特朗相反——将油放入水中，而不是将水放入油中。一旦他得到了乳液，他就开始添加东西进去看看会发生什么。
发生的事情是，液滴很快开始变得非常像生命。它们在培养皿中嗡嗡作响，由简单化学物质的分解驱动，寻找燃料浓度较高的区域。汉奇克甚至认为他的智能液滴有一种共同的“语言”。根据 《自然新闻》报道，他“表明液滴过去的行动会影响它们未来的行动，这可以被解释为一种原始的记忆形式。”
这听起来令人兴奋，确实如此，但汉奇克关于生命起源的工作在科学上是主流。将这些原始细胞（或“原始细胞”）用于建筑——正如阿姆斯特朗最终想要做的那样——听起来有点牵强。但这就是阿姆斯特朗独特地位发挥作用的地方：“我的角色是引诱马丁走出他的框框，”她说。“我承担风险，所以他的声誉不会受到任何打击。这是为了给科学家一个借口——当他们尝试古怪的想法时可以躲在后面的东西。”
有很多“有远见的人”对建造与自然aligned的建筑物感兴趣，但他们的想法并没有多少实际意义。阿姆斯特朗对这些人不屑一顾。“这不仅仅是建造一些东西，然后将自然作为事后才想到的东西嫁接进去，”她说，指的是 垂直农场 的支持者。而且——从考虑不周到完全怪异——我们都同意米切尔·约阿希姆的 肉屋 至少是不切实际的。这可能就是像汉奇克这样的科学家不愿意单独进入“活体建筑”领域的原因之一；除了没有时间之外，与这些“有远见的人”混在一起也不合适。
但现在我渴望听到关于我们实际上如何使用活体建筑的信息。这些原始细胞很有趣，但我在想：它们肯定不可能用作建筑材料吧？相反，阿姆斯特朗提出了一个我很快就确信是相当好的例证，说明了她如何设想在建筑中使用生命系统。这是一个名为“未来威尼斯”的项目，该项目一直在试验可以拯救这座城市的想法。
威尼斯的问题是它正在下沉。它所建的含水层已被排干，这意味着对意大利大都市上方的巨大重量几乎没有支撑。阿姆斯特朗有一个计划，呼吁一些原始细胞来帮忙。这个想法是使用一种被设计为厌恶光的原始细胞。因此，它会移动到建筑物下方的阴影区域；移动到城市地基所建的木桩上。
在那里，它们将利用溶解的二氧化碳和矿物质在木桩周围制造石灰石外壳，使其钙化并保护它们，同时将城市的负载分散到更宽的表面积上。“我们已经有可以做到这些事情的原始细胞，”阿姆斯特朗说。但如果你住在威尼斯——别担心——阿姆斯特朗还不会被允许在城市中随意行动。该项目目前仍处于构思阶段，尽管她承认她已经在运河边尝试了“一些小实验”来使用原始细胞。
阿姆斯特朗最大的担忧之一是她的想法会因为偏见而被忽视。公众对合成生物学之类的东西的看法并不好（这就是为什么她更喜欢谈论“活体建筑”）。“但是，我们为什么不尝试使用生物学来做有用的事情呢？”她问道。“我们一直都在使用生物的东西来工作——我的意思是马匹在很长一段时间里被用作机器。只是在过去的 150 年里，我们一直专注于工业革命。这关系到改变人们的理念，让他们不再害怕合成生物学”。
活体建筑的一大优点是它们可以对环境压力做出反应，而混凝土之类的东西则不能。这在威尼斯尤其重要，威尼斯是一个遭受特别恶劣且快速变化的海水潮汐环境影响的城市。不仅如此，而且由于工业革命期间城市下方的含水层被排空，城市正在缓慢下沉。根据阿姆斯特朗的说法，最近进行了几次模拟，旨在模拟如果威尼斯下方的含水层被重新注满会发生什么情况。
“其中一个变化可能是，实际上，水位会开始下降，”阿姆斯特朗解释说。“如果这种情况发生，那么这项技术将不会创造珊瑚礁，而是在支撑威尼斯的木桩周围创造一种生物混凝土。这很重要，因为如果潮湿的木材暴露在空气中，它就会开始腐烂。”因此，生物堆积不仅可以作为承重结构，还可以在水位下降的情况下保护木材免于腐烂。
这种事情不会在一夜之间发生。没有人建议我们下周就将合成“生命”倒入威尼斯的运河中。但该项目充当了灯塔，引导我们走向我们未来可以设想的想法。“这是一个推测性的项目，”阿姆斯特朗说，“但它有真正的实验：它已经证明了这类工作呈现出的一些可能性。”
最后，我感到阿姆斯特朗有点像女英雄。科学家们越来越需要用实际应用来证明他们工作的合理性。但这可能会导致人们不愿意尝试异想天开的想法——比如使用合成生物学来拯救威尼斯。像阿姆斯特朗这样有勇气跳出固有思维模式的人不多。公平地说，这可能应该是这样的：我们不能都把时间花在梦想这些异想天开的计划上。但是，如果科学领域不再有想象力，那将真是悲哀的一天。
图片来源： 蕾切尔·阿姆斯特朗。