近日，第120期珠江科学大讲堂在广东科学中心学术交流中心举办。中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员、博士生导师彭广敦作了《硅基生命和数字孪生》主题演讲。
彭广敦认为，人体与宇宙是相似的，从细胞有丝分裂的过程中，可以看出与宇宙里的黑洞和星星消失的过程相似。“由色素上皮层和视网膜感觉层组成的视网膜，其鲜艳颜色的变化以及构成的神经电信号联络的一种紧密结构，就像星座间绽放出来的光芒。”
据了解，碳基生命由碳、氢、氧、氮基础的成分组成。“人工智能学习其实是向碳基生命学习，所有的生命体都是靠光合作用产生的能量供应。而硅基生命是人工智能通过CPU（中央处理器）芯片、GPU（图像处理器）芯片，还有许多的内层存储、光纤这种方式，由硅基和硅元制造形成的。”彭广敦说。
他解释道，硅基生命的形式是学习碳基生命的一些设计，从自然里最基础的成分，设计和改造，再从硅基生命组成的一些形式和涌现出来的一些新模型，再反推帮助人类对碳基生命有更好的理解。从信息的角度来看，在所有的人体中最主要的信息有遗传编码所构建的这一套信息体系，是DNA双螺旋（一种核酸的构象）构建出一个核心的以及所有生物学发展非常基础的一个理论框架，人类对于人体理解的过程都可以从基因到转录、到蛋白这种信息变化的流向来理解生命，建立出最基础的框架，从DNA（脱氧核糖核酸）—RNA（核糖核酸）—蛋白转录翻译的过程中，不仅实现了每一个细胞独特功能，还实现了运动、思考各种行为的基础，这让人类对生命的理解有了更深入的提高。如此一来，在生命的信息流里面体现了核心的控制思想，能够把各个方面协调在一起。并且，这个信息在每一个细胞里面是通过DNA（脱氧核糖核酸）中心法则一层一层传递出来，对于整个个体从单个受精卵不断增殖、分化，变成身体中的各种类型的细胞，可以看到信息流的流向和以细胞为基础的物质流的流向，这种双重关系合并到一起，形成人体整体复杂的、具有多种变化功能的实体。一个信息流软件控制的载体和一个基于人体细胞组成的物质架构的载体，这两种载体组合形成了一个复杂的人类生命，并产生人的数字化基础部分。
用数字化的智能技术，构建“数字生理人”，呈现生命运行之规律。彭广敦进一步讲解，在虚拟现实（VR）中，将人体的某一个组织或者器官进行放大，每一个细胞当下所处的状态、演化过程，不同细胞间的通讯对话以组学信息流呈现。例如身体中的某一些特定的细胞发生大量的突变形成的肿瘤。通过大量可视化的数据，底层认识对核心编码成分数据的理解推算出过程，在癌变发生之前可以更快速干预，是社会精准医疗、预防性医疗一个重要出发点。
对于人体像宇宙一样庞大的细胞组成结构，为了达成能够将所有的细胞组成生命中间很关键的部分，要全部进行测定，在数字化生命构建的过程中也建立了一个智慧化、自动化未来的科学研究实验室。彭广敦说，未来实验室重视数据的收集、存储和分析，运用大数据技术和人工智能算法对生物数据进行深入挖掘。通过对海量数据的分析，实验室能够发现新的生物规律和潜在的治疗靶点，推动科学研究的进步。
南方网、粤学习记者 邹长森
