科技前沿:怎样用DNA存储信息?

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划重点:

1. DNA存储技术
DNA存储技术是仿照地球上生物存储基因数据的方式,用DNA螺旋上一对对的碱基序列来存储信息,主要优势是存储的信息密度非常大,存储地球上的所有数据,只需要一公斤左右的DNA物质。
2. 两种工作模式
人需要一部分的想象以对抗不确定,否则就不知道往哪里走;但又不能想得太细致,精确同样让人寸步难行。

科技前沿:怎样用DNA存储信息?

今天我们选择两个话题,为你提供知识服务。一是芯片行业即将结束景气周期,二是程序员与产品经理的相爱相杀。

今天的第一条,是彭天放老师带来的硬科技报告。

疫情以来,芯片行业一个最受关注的话题就是“缺芯”。缺芯状况持续了两年,各种元器件的价格不断水涨船高,芯片似乎成了一个躺着也能挣到钱的行业。不过,从今年上半年起,芯片的涨价潮在逐渐冷却。

芯片巨头和行业研究机构最近纷纷表示,这一轮芯片景气周期即将结束。比如台积电的总裁就在10月13号的三季度投资人会议中指出,芯片行业在2023年极有可能进入衰退周期。著名的行业研究机构Gartner也预测,全球芯片行业在2023年可能迎来负增长。

事实上,除了部分汽车芯片,大部分芯片的价格已经开始掉头向下。特别是存储芯片,可以说是真正感受到了行业周期的威力。你现在去电商平台,会发现很多固态硬盘的价格已经腰斩,跌倒了0.5元/GB。三星、镁光等芯片企业也都宣布,准备在2023年减产存储芯片。英特尔更是在10月16号宣布,旗下的傲腾系列存储芯片将逐步停产。

这个傲腾系列存储芯片,很多人可能都没听说过,这是英特尔在2017年开始主推的一个高速存储产品系列。它配置的不是普通的固态硬盘,而是英特尔自主研发的一种存储介质,叫做“3D XPoint”,号称拥有更高的读写速度和稳定性。

要知道,傲腾系列是英特尔拿最先进的技术押注的产品,前后投入了不下几十亿美元,英特尔本来打算用它来革固态存储市场的命。没想到,这款产品并没有达到预期效果,这次英特尔宣布停产,更是直接给傲腾系列判了死刑。相应地,英特尔在财报里计入了5亿多美元的减值,并且在今年二季度财报中出现了30年以来的首次季度亏损。

至于傲腾系列为什么会失败,有人说是产品定位不明确,有人说是技术路线不成熟,也有人说是行业周期成了压垮它的最后一根稻草,等等,这里就不展开了。

我想说的是,不同技术路线之间的竞争,以及残酷的市场淘汰,这其实是半导体产业发展过程中的常态。也正因为这种持续的竞争和淘汰,才让如今的市场上充满了各种物美价廉的电子元器件。对此,科学家和工程师们早有心理准备,在一些技术路线被淘汰的同时,一些新的技术路线正在涌现。

比如,就在英特尔宣布停产傲腾系列的前后脚,日本东京大学在《自然》杂志上发表了一项DNA存储技术的新进展。

说起DNA存储技术,可能很多人还都比较陌生。在得到站内李腾老师的合成生物学课程中,对这种技术有比较详细的介绍。它是仿照地球上生物存储基因数据的方式,用DNA螺旋上一对对的碱基序列来存储信息。这种技术的主要优势是,存储的信息密度非常大,地球上迄今为止的所有数据,如果都使用这种方式来保存,只需要一公斤左右的DNA物质。

不过,目前DNA存储技术还处在早期探索阶段,还有一系列需要解决的问题。比如,我们现在的确可以通过一些生物化学方法,把数据用碱基序列存储下来,但是,如何准确、快速地从一团乱麻的DNA物质中定位、读取这些数据,到现在连技术路线都不明确,更别说具体的操作了。

这次东京大学的科学家们发表的研究,就是对解决这个问题的一次新尝试。研究人员提出了一种新技术,叫做“基于生物酶的人工神经网络”。别看名字里面有“神经网络”四个字,这种技术并不是真的把DNA数据输入到电脑的神经网络里面进行计算,而是仿照神经网络的多层结构,用化学的方法来定位、标记出特定物质。

你知道,所谓神经网络算法,其实就是一层一层的加减乘除和函数运算。要用化学方法来模拟神经网络算法的计算过程,研究人员需要三样东西,分别是:数据载体、算法载体、运算平台。

数据载体,就是试管里面的DNA物质。

算法载体,就是生物酶。研究人员利用三种生物酶,它们各自的作用是:产生、剪切、降解DNA物质。这三种酶可以理解成类似加减乘除这些算法的对应载体,用它们来一层一层地筛选DNA物质。

运算平台,是一种生物芯片。将DNA物质涂敷在芯片上,进而利用生物酶来跟DNA物质产生反应,通过显微镜来观察反应的结果。这就好比是一台模拟计算机,在运算这个生物酶的神经网络算法。

通过这种方式,研究人员成功地从大量DNA样品中定位了一些物质片段。研究人员表示,下一步,他们将尝试用这种方法,计算存储了真实数据的DNA,比如图片数据、声音数据等等。

当然,这种基于DNA存储路线的数据提取方法还处在非常早期的阶段,还有很多难题没有攻克。甚至,DNA物质是否真正适合除了生物之外的数据存储场景,也有待讨论。

对芯片产业来说,每次新的技术路线突破,就好像是一个生物种群产生了新的基因突变,这种突变是被自然的剪刀裁掉,还是保留下来成为种群演进的方向,我们不得而知。但没有突变,进化就不可能发生。

来看今天的第二条。

10月24日,是“程序员节”。1024是电脑程序运行的基本单位,选10月24日这天做节日,寓意程序员们就像电脑的基本单位一样,用低调、踏实、硬核的技术能力搭建起科技世界。传闻在这一天,程序员可以拒绝加班。

也就在这一天,程序员和产品经理之间相爱相杀的老段子又火了起来。比如,《吐槽大会》上有程序员吐槽:“既不会开发,也不会设计,又想当经理,于是就当了产品经理。”还有段子说,某产品经理要求程序员实现“根据用户手机壳的颜色来改变App的主题颜色”,程序员对这个需求过于绝望,跟产品经理厮打起来。

我们知道,产品经理的核心工作就是明确产品需求,这也是程序员吐槽最多的地方:需求天马行空、毫不考虑落地性,说不清楚需求的价值,需求整理得不够细,开发过程中频繁修改需求等等,害得程序员只能加班做无用功。当然,产品经理也很委屈:你以为明确需求这事很简单?“需求”这两个字就是玄学,谁干谁知道。

还真是这样,摸不清需求可不只是产品经理的烦恼。最近我读到李松蔚老师的一篇文章,他说心理咨询师这个职业,很多时候也是卡在摸清需求这一关。

德国著名的家庭治疗咨询师弗里茨·西蒙曾经提出,咨询师就像一个出租车司机,在展开咨询前,必须明确来访者的咨询目标是什么,才能对症下药,给出改善方案。如果咨询师没有搞清楚来访者的需求,就展开了辅导工作,就好像司机不知道目的地,就想当然地发动了车,结果可想而知。

西蒙用出租车司机这个比喻,是在强调咨询师明确需求的重要性。不过,李松蔚老师进一步提出,这个比喻其实不太贴切。乘客打车,当然知道自己要去哪,哪条街哪栋楼,出租车司机只需要规划出最佳路线,带乘客直接抵达目的地就可以了。

咨询师的工作可没有那么简单。大多数时候,来访者心里只有一个模糊的目标,比如“改善亲子关系”。但是,好的亲子关系应该是什么样的?想具体达到什么效果?来访者往往说不出来。这相当于是,乘客告诉司机“往北走”,具体去哪儿,不知道。如果咨询师坚持先问清楚需求再展开辅导,那可能工作永远没法推进。该怎么办呢?

李松蔚老师说,其实咨询师的角色更像是租房中介。我们都有过租房的经验,初次见面,中介只会粗略地了解你的需求:想租一个什么样的房子?一居两居?地段范围?大概什么价位?问到这种颗粒度就OK了,中介会拿上钥匙,带你实地看房,而不会一直追着你“明确需求”:两居的话,倾向于一个卫生间还是两个?是否要干湿分离?离地铁站近一点,具体来说是500米还是1000米?要这么问下去,肯定得把人吓跑。

所以,在中介的工作模式中,需求问到差不多就要行动起来。一个小区一个小区地走上一圈,客户才能有进一步的体会:这间房子哪儿哪儿都满足需求,但就是味道太大,我接受不了。那间房子虽然价格超预期了,但是各项条件都不错,或许可以考虑一下。就这样多走几趟,最初的需求跟现实的反馈不断碰撞,不断变化,最后找到的房子可能跟当初想的完全不一样了,但足够满意。

同样的道理,在心理咨询中,如果来访者要改善亲子关系,咨询师只需要跟他讨论个大概方向:是想跟孩子无话不谈吗?还是想学会正面管教孩子?然后制定个初步方案,先把第一步迈出去,在接下来的咨询中不断摸索他心中好的亲子关系是什么样。

回到我们前面提到的研发小哥和产品经理之间的矛盾,你会发现,这其实是出租车模式和租房中介模式之争。研发小哥期待的是出租车式的需求,你精准地告诉我需求是什么,我用最简洁的代码帮你实现。而产品经理扮演的是租房中介角色,他面对的需求是模糊的,得跟着业务方一起探索,在有个大致方向时,先出个测试版产品,投入市场看看,在不断的产品迭代中找到最终方案。需求变来变去,看起来是在做无用功,其实这是找到最终方案的必要摸索。

同样地,我们自己在开展工作时,要先判断这是一个什么样的任务:如果是出租车式的,目标明确,需求明确,那么我们就直接规划行动方案,奔着目标去干;而如果是租房中介式的,只有大致方向、需求模糊,你没办法说,等一等,我要把所有事情都搞清楚了再动手,而只能是摸着石头过河,在行动中逐渐明确目标,在行动中调整行动方案。

就像李松蔚老师说的:“咨询师这门手艺中比较核心的部分——在模糊性和精确性之间找到微妙的平衡。这恐怕也是生活的某种真相:人需要一部分的想象以对抗不确定,否则就不知道往哪里走;但又不能想得太细致,精确同样让人寸步难行。

小初seo
  • 本文由 发表于 2022年11月6日 13:38:31
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    • 小初seo
      小初seo

      程序员和产品经理的冲突,本质上是两种思维的冲突。 程序员的思维模式是出租车式:也就是客户明确告诉程序员我想要什么,让程序员去做出来。但是这种模式的问题是,不符合大部分消费者,大部分人其实不知道自己想要的是什么,而需求是在不断探索和反复尝试中找到的。 而产品经理的思维模式是房产中介式:就是顾客只能告诉你一个大概的方向,例如 100万左右,要3房,在3环内。而具体的需求,喜欢什么朝向,喜欢什么配套,其实消费者自己也不知道,所以,产品经理就像房产中介一样,需要不断地去尝试,听取顾客的反馈,最后才能帮找到顾客真实的需求,并且加以满足。 程序员通常认为产品经理不一次性把所有要求讲清楚,还不断修改,让程序员们做了很多无用功。但是对于产品经理来讲,做无用功的过程是必要的,如果不试错调整,就永远无法真正发现消费者的需求。

      • 小初seo
        小初seo

        如果目标不清晰,不符合 SMART 原则,就容易导致需求模糊。 所以,我经常强调明确目标的重要性。 然而,很多人其实并不知道自己真正想要什么,但当你把一个东西放在他面前的时候,他知道这是自己想要的。

        面对这种情况,要积极行动起来,摸着石头过河,大胆假设,小心求证,逐渐调整行动方案,在行动中逐渐明确目标。

        我想起 3 个锦囊:
        1、别害怕,去尝试
        2、别气馁,再尝试
        3、别后悔,要随缘

        如果你没有明确的目标,对未来感到很焦虑,那么可以打开第 1 个锦囊,让自己马上行动起来。 等到山穷水尽的时候,再打开第 2 个锦囊,给自己加油打气。 将来如果对选择产生怀疑,再打开第 3 个锦囊,让自己坦然接受。

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