第1322章 不做燃油车，做电车（2/2）

“每个细胞里有成百上千个线粒体，人体40万亿细胞有10的15次方个线粒体，这茫茫多的线粒体每秒运输10的21次方个质子，质子总数和宇宙中的恒星差不多。”

三个学生再度傻眼，老师试图让他们对细胞内的能量变化有个印象，但此刻描述的概念过于宏大，已经超出了想象力极限！

只能勉强想象成，每秒钟都有一场宇宙大爆炸在人体内产生，无数闪亮的恒星散布全身……但宇宙大爆炸也是无法想象的巨大概念。

“质子运送完之后，在膜两侧形成质子浓度差，而它本身又带正电荷，因此膜两侧形成了电位差。”宋河继续讲。

“电位差是多少呢？150到200毫伏。”

“听起来很小对吧？但别忘了咱们是在微观尺度，膜的厚度只有6纳米，因此形成的电场强度是每米三千万伏特，猛烈堪比闪电！”

“如此巨大的质子动力用来干什么？用处很多，细菌会用质子动力来驱动鞭毛，咱们现在聊线粒体，那么就是驱动纳米级的蛋白质机器，atp合酶！你们刷论文的时候见过atp合酶的图吗？”宋河问。

“见过，像一个旋转马达。”卢庚接话，“非常精致复杂，转速比车轮胎还快。”

“那个东西精致到不像自然进化出来的，像上帝设计的。”安东尼奥插话，“我相信是上帝做出来的。”

“我相信是自然进化出来的。”宋河说，“我见过一个数学模型，计算蠕虫身上原始的感光眼点多久能进化成眼球，假设蠕虫能活一年，每代形态的改变不超过1%，最后只需要五十万年就能进化出眼睛！生命进化了多久？五十万年不过弹指一挥间，生命是以亿年为单位进化的，出现复杂的结构毫不奇怪。”

安东尼奥耸耸肩，“你是数学家，你对概率有判断，我看不透概率，只能惊叹上帝造物的神奇。谁知道地球上的生命有没有被设计过呢？”

“言归正传。”宋河说，“刚刚你们听了atp合成的能量来源，印象最深刻的是什么？”

“楼。”卢庚说，“从宏观视角看，都是很小的东西，但我们缩到atp大小之后，那些蛋白会变得像楼一样巨大，而且结构复杂。”

“很好！”宋河点头，“刚刚你们用了工厂的比喻，其实工厂太小了，细胞内能量流动带动这些巨型蛋白机械，就像城市运转一样复杂，即便只看每一个单独的蛋白，结构也像汽车发动机一样精致。”

“下面要进入一个重要的概念了。”宋河说，“路径依赖！”

三个学生若有所思，似乎已经想到了什么。

“卢庚，你说。”宋河抬抬下巴，“你想到了什么？”

“细胞内的蛋白质机器极度复杂，这种特别复杂的机制很难修改，因为稍微改错一点，整个机器就会土崩瓦解，只能在原有基础上微调，也就是路径依赖。”卢庚说。

“没错！”宋河微笑，“继续！”

“如果我们人工设计生命，可以打破这种路径依赖，重新设计蛋白质机器？”卢庚瞪大眼睛，“院长您是想告诉我们这个吗？”

“悟性不错！”宋河欣赏夸赞，“自然界已存在的细胞，就像燃油车，经过漫长的修改，燃油发动机越来越趋近于性能上限。”

“但如果重新做车子，可以走截然不同的道路，譬如做一台电车，一台平价电车的加速破百时间，可以直追百万豪车！”

虞半梦开口，“而且电车的自动驾驶效果更好，燃油车的自动驾驶效果差，不止是性能上限突破了，功能限制也可以突破！”

“说到点子上了！”宋河赞许，“谈到功能限制，咱们要进入一个重要话题，原核生物和真核生物的基因规模！”