本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
许多提出的合成生物学应用可能看起来很离谱，但有些确实是超乎寻常的。美国宇航局目前正在招募合成生物学方向的博士后职位，特别强调在太空中的食物生产。工程改造的生物体有潜力为太空殖民者做很多有用的事情，从生产食物和燃料到处理废水。由于生物体可以自我复制，未来的宇航员只需要携带一些孢子和种子以及空生物反应器，生物体就会完成剩下的工作。
我对这些提议，以及其他大大小小的提议，即生物工程在未来如何影响我们生产、加工和制备食物的方式感到着迷。我们吃饭的方式以及我们想象的“未来食物”非常复杂，并且有着悠久而有趣的历史，不仅与我们的烹饪文化和营养科学有关，而且常常与当时热门的新科学和技术有关。
在 1890 年代，这项技术是合成化学，使得从无机起始材料中产生有机化学物质成为可能。新的产业涌现，取代了旧的农业方法，特别是合成染料和香料的生产。这使得一些化学家推测这项技术在未来一百年内如何使用，将当前的工业转型推演到几乎每一个有机领域。 1894 年，亨利·J.W. 达姆在《麦克卢尔杂志》上发表了一篇题为“2000 年的食物：贝特洛教授的理论认为化学将取代农业”的文章，详细介绍了合成化学在食品生产中的推测应用。到 2000 年，被认为是史上最伟大的化学家之一的马塞林·贝特洛认为我们将不再需要农业，相反
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未来的美食家将以人造肉、人造面粉和人造蔬菜为食……麦田和玉米田将从地球表面消失，因为面粉和粗粮将不再种植，而是制造……除了可能将其转化为面包或肉类之外，煤炭将不再被挖掘。大型食品工厂的引擎将不再由人工燃烧驱动，而是由地球的潜在热量驱动。
这种用煤炭和地热能合成的食物会是什么样子？它尝起来会是什么味道？
我们将为您提供相同的食物，无论是在化学上、消化上还是营养上来说。它的形式会有所不同，因为它可能是一种药片。但它将是一种具有任何颜色和形状的药片，我认为它将完全满足未来美食家的感官。
“食物药丸”是科幻小说中的一个常见主题，特别是对于宇航员必须轻装上阵的太空旅行来说，看到它如何转变是很有趣的，美国宇航局现在正在考虑超越合成化学转向合成生物学。但我特别感兴趣的是贝特洛教授的科学语言
为了清楚地理解这些即将发生的改变，必须记住牛奶、鸡蛋、面粉、肉类以及所有可食用食品几乎完全由（其他元素的百分比非常小）碳、氢、氧和氮组成……这四种普遍存在的元素注定将通过合成化学的快速而稳定的进步，提供目前由自然界种植的所有食物。
合成化学是一门特殊的科学，它获取给定化合物的元素，并诱导它们结合形成该化合物。它与分析化学相反，分析化学获取给定化合物，并将其元素分离和分离。分析化学会将水分解为氧气和氢气，而合成化学会将氧气和氢气混合在一起，点燃混合物，从而形成水。多年来，合成化学一直在密切关注食品制造。
这种分析/合成的转变是合成生物学家所采用的叙述（PDF），看到今天的语言与早期合成化学家的语言如此相似是很有趣的。当我们从分析转向合成时，我们可以开发出惊人的技术，但我们也常常了解到事情有多么复杂，系统如何大于其各部分的总和。我们可以在化学、分子水平上测量人类的营养需求，我们很可能可以在一段时间内依靠生化平衡的药片生存，但我们也知道，食用用真正的植物制成的真正食物并将其制成均衡的膳食是最健康的饮食方式。除此之外，我们不仅仅是化学物质，我们是人，而人们喜欢吃饭。当我们将技术应用于我们的食物时，我们不仅要记住碳水化合物、蛋白质、脂肪和维生素的平衡，还要记住进食的体验。希望当我们推测 2100 年的食物时，合成生物学将考虑超越食物药丸。