如果要评选二十一世纪最有可能彻底改变人类文明的技术，除了人工智能和脑机接口之外，第三个候选者，一定就是合成生物学。在过去的五十年里，我们对于基因，对于生命的理解，正在以指数级的速度增长。从最早的发现DNA双螺旋，到后来的基因测序，再到CRISPR基因编辑技术的成熟。现在，我们已经跨越了，从了解生命，到设计生命的临界点。我们可以像编写计算机程序一样，去编写生物的基因代码。我们可以从零开始，设计和创造出，自然界中从来没有存在过的全新的生命形式。我们可以让细菌和细胞，变成我们的微型工厂，按照我们的要求，生产出任何我们想要的东西。一场可以和工业革命，和计算机革命相提并论的，生物学革命，已经拉开了它的序幕。

合成生物学最成熟，也是最先落地的应用，当然是在医药和医疗领域。这方面最广为人知的例子，就是mRNA新冠疫苗。它本质上，就是一个最经典的合成生物学的应用。我们不需要培养和灭活整个病毒，只需要人工合成一段mRNA序列，注射到人体里面，让人体自己的细胞，产生出病毒的一小部分，从而获得免疫力。这个思路，现在正在被应用到，几乎所有的疫苗和药物的开发上面。未来，我们遇到任何新的病毒和疾病，都可以在几天之内，设计出对应的mRNA疫苗。我们还可以用合成生物学的方法，让细菌为我们生产各种各样的蛋白质药物。以前需要几千几万块钱一支的昂贵药物，未来可以用非常低的成本，大规模地生产出来。很多今天的绝症，在未来都会变成可以被轻松治愈的小病。

食品和农业，将会是合成生物学下一个，彻底颠覆的巨大领域。今天，我们为了获得肉类，需要饲养和屠宰几百亿的动物。这整个过程，极其的低效，极其的不环保，也极其的残忍。现在，我们已经可以不需要动物，直接用细胞培养的方式，在工厂里面，生产出真正的肉。这种人造肉，在分子层面，和真正的动物肉，没有任何的区别。一样的味道，一样的口感，一样的营养。但是它不需要养殖和屠宰动物，只需要几分之一的土地，水和能源，也几乎没有任何的污染和碳排放。除了肉之外，牛奶，鸡蛋，海鲜，几乎所有的动物性食品，未来都可以用合成生物学的方法生产。不需要任何的动物，不需要任何的养殖场和牧场。这将会是人类自从发明农业以来，食物生产方式最大的一次革命。

材料和化工行业，也将会被合成生物学，彻底地重塑。今天我们身边几乎所有的东西，都是用石油，通过化工的方法，制造出来的。塑料，化纤，橡胶，染料，各种各样的化工材料。整个石油化工行业，是今天人类社会最大的污染源，也是最大的碳排放来源之一。未来，所有的这些东西，我们都可以用合成生物学的方法，让细菌和酵母来生产。把糖，甚至是二氧化碳，喂给经过基因编辑的微生物。然后它们就会分泌出，我们想要的任何材料，任何化学物质。整个过程，在常温常压下进行，几乎没有污染，也几乎没有碳排放。而且成本，最终会比传统的石油化工还要低得多。这将会从根本上，彻底地改变整个制造业和能源产业的基础。

甚至连能源行业，也将会被合成生物学深刻地改变。现在的化石能源，本质上就是几亿年前的植物，固定下来的太阳能。我们把它们挖出来烧掉，获得能量，同时排放出二氧化碳。未来，我们可以跳过中间这几亿年的步骤。我们可以设计出，专门用来生产燃料的微生物和藻类。它们可以直接利用太阳能，把二氧化碳和水，变成汽油，柴油，航空煤油。这些燃料燃烧的时候，又会排放出等量的二氧化碳。整个过程，是完美的碳中和循环。而且生产出来的燃料，和今天我们正在使用的，完全一模一样。所有现有的发动机，所有的基础设施，全部都可以继续使用。不需要对现有的体系做任何的改变。到那个时候，我们的能源问题，和碳排放问题，就都一劳永逸地解决了。

产品设计和材料选择，也将会因为合成生物学的成熟，迎来一次前所未有的解放。今天的设计师，在选择材料的时候，可选择的范围，其实是非常有限的。也就是那么几十种，常见的金属，塑料，木材，玻璃。每种材料有它固定的特性和优缺点。很多时候，你想要一种具有某种特殊性能的材料，但是根本就不存在。未来，有了合成生物学，我们几乎可以按照我们的需求，从零开始，去设计和制造出，具有任何我们想要的特性的材料。你想要一种强度和钢一样，但是重量和塑料一样轻的材料？可以。你想要一种可以自己愈合，自己修复的材料？可以。你想要一种可以完全生物降解，不会产生任何污染的塑料？也可以。设计师，第一次，获得了定义和设计材料本身的能力。而不再是，只能在已有的材料清单里面做选择。

外观设计，尤其是CMF设计，也就是颜色，材料，表面处理的设计，也将会因为合成生物学，迎来一次全新的革命。未来我们身边的产品，将会用非常多的，以前从来没有过的，全新的生物基材料来制造。这些材料，可以具有任何你想要的颜色，纹理，质感。它们会比今天的塑料，更加的环保，更加的健康，触感也会更好。而且它们是活的，是有生命的。产品的表面，可以随着时间，随着温度，随着环境，慢慢地生长和变化。每一个产品，都会随着使用，长出独一无二的纹理和痕迹。这种有生命的，独一无二的质感，是今天所有的工业材料，都完全无法比拟的。未来最好看的产品，很可能不是塑料做的，也不是金属做的，而是长出来的。

结构设计上，合成生物学也将会打开一个全新的，我们今天完全无法想象的世界。我们今天制造任何东西，都是自上而下的，把大块的材料，切割，加工，组装成我们想要的形状。而生物的生长，是自下而上的。从一个细胞开始，自己分裂，自己生长，最终长成一个极其复杂的结构。未来，我们将会学会设计和控制这个生长过程。我们可以让产品，像一颗树一样，自己长出来。长成我们想要的任何形状，任何结构，任何性能。不需要工厂，不需要机床，不需要组装。只需要合适的营养和环境，它就会自己把自己长好。整个制造的范式，将会被彻底地颠覆。

功能与形式的关系，在合成生物学的时代，也将会被彻底地改写。在今天的制造业里，任何复杂的形状，复杂的结构，都意味着更高的成本，更高的制造难度。很多非常好的设计，就是因为制造不出来，而不得不被放弃。但是在生物制造的世界里，这个规律是反过来的。简单的形状和复杂的形状，制造成本其实差不多。生长一个简单的立方体，和生长一个极其复杂的有机造型，所需要的时间和成本，几乎没有任何的区别。制造的难度和成本，和形状的复杂程度，几乎完全没有关系。这意味着，设计师终于获得了完全的自由。任何你能想象出来的形状，不管多么奇怪，多么复杂，都可以用同样低成本的方式，制造出来。形式终于彻底地，摆脱了制造工艺的枷锁。

技术与艺术的融合，在合成生物学这个领域，达到了一个前所未有的新境界。以前的设计师和艺术家，创作的载体，无外乎是石头，金属，颜料，像素。未来的艺术家和设计师，将会把生命本身，作为自己创作的媒介。我们可以设计出，任何形状，任何颜色，任何特性的，活的生命。可以是一棵树，可以是一个蘑菇，可以是某种细菌，可以是一个全新的，从来没有在地球上存在过的物种。让它生长，让它变化，让它和环境和用户互动。这种作品所具有的生命力，和时间的深度，是任何传统的艺术作品，都完全无法比拟的。艺术和设计的边界，将会被无限地拓宽。

传统与创新的平衡，在合成生物学这个可以创造生命的技术面前，怎么强调都不过分。这项技术的力量，实在是太强大了。它可以给人类带来前所未有的巨大福祉，但是如果使用不当，也有可能带来毁灭性的灾难。所以，在发展这项技术的同时，我们必须抱有最大的敬畏之心。必须建立起极其严格的，伦理和监管的框架。所有的研究和应用，都必须非常的谨慎，非常的小心。绝对不能为了商业利益，去做任何有风险的，可能会污染整个自然界基因库的事情。这项技术，最终必须被用来造福全人类，而不是用来满足少数人的私利。

从产品系统设计的角度看，合成生物学，绝对不只是一个新的制造技术而已。它最终，将会彻底地改变，整个制造业的形态，整个全球供应链的形态，甚至整个城市和文明的形态。未来，制造将不再需要大型的工厂，不需要复杂的供应链，不需要把原材料运过来，运过去。你只需要有设计好的基因序列，和最基本的糖和水。你就可以在任何地方，生产出几乎任何你想要的东西。长距离的运输将会变得没有必要，全球化的供应链体系，将会彻底地去中心化。任何一个社区，甚至任何一个家庭，都可以在本地，生产出自己所需要的大部分物品。整个社会的组织形态，都会因此而发生根本性的改变。

易用与专业的平衡，在这个新的制造范式下面，也会有全新的含义。对于普通的用户来说，生物制造的过程，应该是完全透明，完全自动化的。就好像今天的3D打印机一样。你从网上下载一个产品的设计文件，倒进你的生物打印机里面，等几天，产品就自己长好了。用户不需要懂任何的基因工程，不需要懂任何的生物学知识，就可以非常轻松地使用它。但是对于专业的设计师和生物工程师来说，整个系统又要提供足够强大的工具，让他们可以非常自由地，去设计全新的材料，全新的生物结构，全新的产品。

合成生物学的革命，现在才刚刚开始。我们今天所看到的所有的应用，所有的产品，都还只是非常非常初步的，非常原始的。这项技术真正的潜力，我们今天甚至连百分之一都还没有发挥出来。再过二三十年，它的影响将会渗透到，我们生活的方方面面。从我们吃的食物，到我们吃的药，到我们穿的衣服，到我们用的产品，到我们的能源，到我们的建筑，几乎所有的一切，都会用全新的方式来制造。整个人类文明，将会从工业文明，正式地跨入生物文明的时代。这是一个，比我们今天经历的信息革命，还要伟大，还要深刻得多的，文明级别的跃迁。

设计心理学，在生物产品这个全新的品类上面，也将会面临大量全新的课题。人对于活的东西，对于有生命的产品，感觉是完全不一样的。对于一把塑料椅子，你用坏了就扔了，不会有任何的感情。但是如果这把椅子，是你自己亲手养大的，它陪着你一起生长，一起变老，上面有你使用的所有痕迹。你对于它的感情，肯定会完全不一样。未来的生物产品，应该如何和用户互动？应该如何处理用户的感情？应该如何设计它的寿命，它的衰老，它的死亡？所有的这些问题，今天都还没有任何的答案。都需要未来的设计师，一点一点地，去探索和回答。

未来，合成生物学技术，会变得和今天的编程一样的普及和简单。任何一个普通人，经过简单的学习，都可以设计简单的生物，设计自己想要的材料和产品。会有大量的业余爱好者，独立设计师，小的创业公司，用这个技术，创造出各种各样，我们今天根本想象不到的，神奇的东西。整个世界，将会迎来一次，前所未有的，生物创新和创造的大爆炸。我们身边的整个物质世界，将会以前所未有的速度，变得越来越多样，越来越精彩，也越来越可持续。

工业设计，作为连接技术和普通人之间的桥梁，在这场生物学革命中，也将会扮演至关重要的角色。是工程师和科学家，发明了所有这些神奇的技术。但是是设计师，把这些技术，包装成了普通人可以理解，可以接受，愿意使用的产品。是设计师，去探索和定义，这些有生命的产品，应该如何和用户互动，应该如何融入我们的日常生活。最终，也是设计师，帮助整个社会，慢慢接受和适应，这个全新的，充满了生命的，美好的新世界。我们正在亲手创造，我们后代将会生活在其中的，那个美丽的新文明。