撰文：哈利·贝克                        2024年9月26日

科学家们利用激光将人类基因组中30亿个字母，“刻录”到一个硬币大小的“5D记忆芯片”上。（图片：南安普顿大学）
    首次，科学家们将人类基因蓝图的一份拷贝，存储在一种几乎不可摧毁的“5D记忆晶体”中——这是一种新的数据存储格式，可以将宝贵的信息安全地保存数十亿年，甚至可能到时间的尽头。
    研究人员认为，DNA时间胶囊可以用来在人类灭绝之后复活我们的物种。但并非所有人都同意这一观点。
    英国南安普顿大学的研究人员，开发了这种硬币大小的晶体，其由一种模拟熔融石英（一种几乎由纯二氧化硅制成的玻璃，是一种耐热和化学性质稳定的材料）性质的人造材料制成。据《吉尼斯世界纪录》称，该团队于2014年首次发明了这种晶体，自那以后，它一直是“地球上最耐用的数据存储材料”。

今天使用的大多数数据存储格式，随着时间的推移会逐渐退化。但研究人员预测，这种晶体在室温下可以保持稳定长达3乘以20个零（即3千亿年）的时间，这比大多数理论预测的宇宙寿命还要长。即使在高达374华氏度（190摄氏度）的高温下，这种材料也能在长达138亿年的时间内保持完整，这与宇宙现在的年龄大致相同。无论如何，这种晶体理论上可能比地球的寿命更长，地球将在大约50亿年后被太阳摧毁。
    这种晶体可以在大约1,800华氏度（1,000摄氏度），或远低于冰点的温度下生存。它们还能承受高达每平方厘米10吨的压力——大致相当于两头非洲象（Loxodonta属）的重量——并能抵御长时间的宇宙辐射，这意味着它们可以在太空中进行长时间的旅行，研究人员在一份声明中写道。

为了在晶体中存储信息，研究人员使用激光，在包含“两个光学维度和三个空间坐标”的五维矩阵中，刻录数百万个宽度为20纳米（0.0000008英寸）的节点上。研究人员写道。
    研究人员在2016年首次完成了这一工作，当时他们将《大宪章》、《世界人权宣言》和《詹姆斯王圣经》等著名文献的副本刻录到晶体上。大的晶体可以存储多达360兆兆字节的数据，比普通iPhone的存储量多5000倍以上。
    在这种情况下，研究小组用代表DNA碱基（或碱基）的四个字母（腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）），拼写出了整个人类基因组。根据国家人类基因组研究所的数据，整个基因组大约有30亿个字母长。
    该晶体将被放置在被遗弃的，德国哈尔茨塔特盐矿深处的“人类记忆”收藏馆内，研究人员写道：“它可能为数千万年、数百万年甚至数十亿年后的人类从灭绝中恢复提供蓝图。

该晶体还包括核苷酸结构、DNA的双螺旋形状以及碳、氧和氮等，对生命至关重要的元素的原子结构的小型视觉图。研究人员希望，一旦我们离开，这些视觉线索将向发现它的人揭示晶体的用途。

然而，其他研究人员并不相信，未来的文明可以从这种晶体中复活人类。伦敦帝国理工学院的研究员兼DNA存储专家托马斯·海尼斯，告诉美国有线电视新闻网，任何发现该芯片的人都不太可能本能地知道它的用途或能够阅读它。“我几乎无法连接我10年前的iPod，听我当时听的东西，”他说。

但这些基因记忆芯片可能还有其他用途。

南安普敦大学光电子教授、首席研究员彼得·卡赞斯基在声明中表示，该技术还“为其他研究人员建立一个永久的基因组信息库开辟了可能性，如果未来科学允许，植物和动物等复杂生物可以从中恢复”。

研究人员表示，这可能有助于保护因气候变化，和其他人类相关活动而濒临灭绝的物种的DNA。