曾经有这样一种说法：人类文明无论发展到什么高度，都无法靠着科技能力来创造出一粒米，不是因为技术的限制，而是机制问题。现在我们可以说，人类距离这目标或许越来越近了，近日根据媒体报道，我国科学家利用二氧化碳在实验室成功实现淀粉的合成，这是继上个世纪60年代人工合成结晶牛胰岛素后的再一次重大突破。
这项实验有中科院天津工业生物所的科学团队主导完成，相关研究成果在9月24日发表在国际知名期刊《科学》杂志上，官方对此评价是“颠覆性、原创性突破，也是国际上首次在实验室里实现从二氧化碳到淀粉的合成过程。”
二氧化碳如何形成淀粉？有何难度？
淀粉是一种多糖，也就是高分子碳水化合物，在自然界中很多高等植物的根茎叶以及果实中都富含淀粉，这也是地球上很多动物的能量来源。淀粉是由葡萄糖分子连接形成的多糖，例如我们吃馒头的时候在嘴里嚼可能有甜味，就是因为淀粉在唾液淀粉酶的催化下分解成麦芽糖，因此越嚼越甜。等吃到肚子里麦芽糖会继续分解成葡萄糖，这也是细胞可以直击吸收分解的单糖。
在自然界中淀粉的自然产生必须要有细胞的参与，经过光合作用在复杂的过程中最终二氧化碳变成淀粉，从而完成地球上的能量金字塔基层能量积累。但是这个过程需要叶绿体的参与，这也是植物细胞特有的细胞器，动物是无法完成这个过程的。
而此次中国科学家实现的就是在实验室了人工合成淀粉，不需要光合作用的过程，借用催化剂把二氧化碳还原成甲醇，再把甲醇聚合成三碳形式，继续聚合实现六碳，最终淀粉就形成了，实验室合成的淀粉和自然产生的淀粉十分相似。
当然如果人工合成淀粉的过程要更复杂，效率要很低，甚至需要的能量要更多，那是完全没有意义的。但此次实验室从二氧化碳到淀粉的人工合成过程效率还是比较高的，从理论上来讲1立方米的工业生产反应器年产淀粉量会是5亩玉米地的年产淀粉量，其合成效率至少可以达到10%以上。
这样的技术有何意义？
1、减少二氧化碳，目前人类比较担忧的地球气候环境变化，那就是温室效应的影响，让地球平均气温持续升高，自工业化社会以来地球平均气温已经升高1.7摄氏度，尤其是最近几年气候变化所引起的极端天气频发，例如今年的北美高温、我国部分地区的极端降雨等等，这些都值得我们注意和关心。
尤其是随着地球平均温度的升高，地球上的冰川不断融化会导致海平面升高，这些对于人类未来的发展都有致命的影响。因此为了减缓或者说解决温室效应，那么温室气体的排放问题是重中之重，一是要减少温室气体的排放例如二氧化碳和甲烷等，二是要减少大气层中这些气体的含量。
仅仅依靠地球上的植物现在的温室气体是失衡的，光合作用难以消耗掉目前过量的二氧化碳，那么通过特殊的技术设备把二氧化碳转化为淀粉，就可以大程度地减少大气中的二氧化碳。
2、解决粮食危机，地球上并非所有的地区都适合种植粮食，尤其是一些位于海岛上的国家，土地资源比较紧张，很多食物都需要进口，那么通过这种特殊的方式就可以生产出需要的淀粉，从某种意义上来说或许我们也不需要靠天来吃饭了。
3、减少耕地面积，如果把淀粉的传统农业种植转向工业生产方式，并且发展到一定规模之后，很多土地可能就会被省下来干很多其它的产业，例如按照此次试验是人工合成的过程，1立方米的生物反应器就可以能实现近5亩玉米地的年产量。
4、走向星辰大海，按照目前的发展人类未来不可能一直在地球之上生存发展，星辰大海可能是未来的主要方向，人类飞出地球必须要携带足够的生存资源，短时间内或许可以很好的解决，但未来如果进行漫长的星际航行，那么食物来源将会是最大的问题。我们不可能像火星救援里那样，在火星上种土豆，那么最好的办法就是携带食物的生产机器，借用于火星上丰富的二氧化碳资源，那么制造食物岂不是最便捷的？
说在最后
自农民伯伯面朝黄土背朝天，都比较辛苦，未来或许可以实现农民伯伯不用耕地种植，把生产力都用在其它领域，那么可以快速推动人类文明的发展，但是目前来看还需要很久的时间，在实验室完成二氧化碳到淀粉的人工合成过程，但是要想把技术变成生产力还要复杂的过程要走，时间会非常漫长的。
文/科学黑洞，图片来源网络侵删。
