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在 有機化學生活應用產品中有2篇Facebook貼文,粉絲數超過1萬的網紅Eddie Tam 譚新強,也在其Facebook貼文中提到, 譚新強:Galileo的教誨:人類非宇宙中心點 文章日期:2021年5月21日 【明報專訊】人類非常自以為是,一切以自己為中心的動物。自古以來,不止大部分人都以為大地是平或者是方的,他們更以為天上的星星、月亮和太陽,都是圍繞着我們而運轉的。當伽利略(Galileo Galilei)以望遠鏡觀察得來...
有機化學生活應用 在 Eddie Tam 譚新強 Facebook 的精選貼文
譚新強:Galileo的教誨:人類非宇宙中心點
文章日期:2021年5月21日
【明報專訊】人類非常自以為是,一切以自己為中心的動物。自古以來,不止大部分人都以為大地是平或者是方的,他們更以為天上的星星、月亮和太陽,都是圍繞着我們而運轉的。當伽利略(Galileo Galilei)以望遠鏡觀察得來科學證據,支持哥白尼(Nicolaus Copernicus)的太陽中心論,他就被教廷批鬥和逼害了20多年之久。
即使現代人也有同樣自以為是的主觀願望。不少人偏見地以為近數十的所謂新發明,例如互聯網、手機、AI、機械人和加密貨幣等,都必然是人類史上最偉大和最重要發明。更有不少人甚至相信所謂加速回報定律(Law of Accelerating Returns),認為重要科技發明的速度不斷提升,很快就將達到人網合一的所謂「奇點」(Singularity)!
客觀點來看,這些科技發展雖重要,尤其互聯網和手機,令到日常生活更方便和豐富,但怎可能比火、蒸氣機、電力、電話、汽車和飛機等更重要?有人曾問過李光耀,什麼是偉大發明?他的答案是對新加坡而言,最重要的發明是空調!他認為在熱帶地區,如沒有空調,工作效率非常低,經濟發展必更困難。你可能以為李光耀此言是開玩笑,小小一台冷氣機,怎可能那麼偉大?但事實擺在眼前,新加坡是熱帶國家中,極少數(差不多唯一)能達到發達國家水平的國家之一,成功原素當然不止空調這麼簡單,但他立國不久即決定盡快在所有政府辦公室裝置空調,肯定對提升政府效率有極大幫助。
近20年科技無助提升生產效率
若以生產效率的趨勢來判斷近20年科技發展的成效和重要性,不幸客觀結論就必然是頗為失望,甚至驚訝。因為不論美國或中國,過去20年的勞動生產率(labour productivity)增長都不斷放緩(見圖1及圖2),就如數以萬億美元計的IT投資,每人手中一台超級電腦,都提升不了我們的生產效率。更不需遑論AI結合機械人,再加5G,所有工廠都應變得更自動化,需要的工人極少,理論上人均生產效率必定急速提升。
這麼多「超偉大」發明,怎去解釋生產效率增長率不加速反放緩的重大謎團?我認為可探討3個可能性。
(1)從1970年代開始,個人電腦(PC)開始崛起和普及,企業投入大量資源,期望生產力效率大幅提升。但長近20年的投資期,效果一直是失望的,在互聯網普及前,大部分電腦幾乎可算是獨立的,主要用途只包括文書處理(word processing)、電子試算表(spreadsheet)和簡單資料庫(database)等,即使有通訊功能,也只限於速度極慢、撥號連線的modem。在這個單打獨鬥的環境下,大部分PC亦是一台昂貴的高級打字機,對生產力提升當然有限。後來隨着互聯網崛起、寬頻普及,企業開始看得到大量投資IT的回報。當然互聯網的發展,提供了創立大量新企業的機會(但即使如此,上世紀七十年代至今的生產力增長也一直放緩)。
同一道理,過去30年的新科技發展,將有重新提升生產力效率的一天,可能只是時辰未到。我贊同有此可能性,但到底現代科技,缺乏什麼催化劑,防止它們完全體現潛能?我也沒有準確答案,部分可能是投放的量未足夠,例如5G,大家一直期待網絡速度馬上提升10倍以上至Gbps級別,但事實上在美國和中國的用戶體驗極差,平均速度提升50%不到,某些情况和地區,甚至比4G更慢,亦較受障礙物如牆壁阻礙接收。應用方面更缺乏「killer apps」,據說在中國的流行5G App是Speedtest,就是用來測試通訊速度!現時平均每個基站服務約7000用户,當然寄望繼續增加密度,到了某個水平,希望能較成功體現5G功能。除此,高頻率的mmWave網絡仍在起步階段,高頻率才可真正大幅提升速度,但不幸物理上,mmWave穿透力更差,要實現IoT夢想,實時遙控高速機器,進行精細手術和應用於交通系統等,仍面對極大挑戰。
(2)人均生產效率增長放緩,有可能是定義和數據準確度的問題。會否是不可以金錢來量度近代科技發展所帶來的所有好處,除經濟增長外,亦有助改善人類健康、延長壽命,以及提升快樂感?有可能,事實上在過去200多年,全球人類壽命的確上升很多,從不到30歲升至現在的70多歲;但大部分應該是公共衛生的改善,尤其自來水的普及,農業進步導致營養改良,以及接生技術和環境改善,大幅減低嬰兒夭折率等,而非來自先進癌症治療法或基因工程技術。當然,近年英美的平均壽命更出現下跌趨勢。快樂的定義更抽象,跟科技發展更沒有一個必然關係,去多幾次日本就一定開心啲?著名人類學家Steven Pinker認為,原始的hunter-gatherers,以狩獵為生,不用花太多時間工作和計劃生活,平均快樂度反而比生活較穩定和富庶的農業社會高很多。原因是農業需要長達一年的工作計劃、播種、灌溉、收割和儲糧等等,全年忙碌,亦需全年憂慮天氣和瘟疫等。現代人更惨,不止需要計劃一年,未上幼稚園,已需要開始計劃人生,每年每月每日都有無窮無盡的所謂工作、責任和煩惱。
有人企圖解釋,可能分母也有問題。人均生產力增長減速,或者是因為現代經濟高度自動化,需要工作的人愈來愈少,即是失業,underemployment和不需工作的人愈來愈多,所以人均生產效率就被拉低了。這個解釋有兩個問題,首先在這次COVID大流行前,以美國為例,失業率跌至3.5%的50年新低,何來工作人數在減少?近月隨着美國疫情減退,失業率又再急速下降,所以此論點不成立。
有人指出,雖然表面失業率低,但有不少人不再尋找長工,只做點「零工」(gig),或只領救濟,所以人均生產效率被拉低。我沒有深入研究過,但我懷疑近年underemployment的情况,是否真的比以前嚴重。我的印象是從前較以農業為重的社會,鄉下的「閒人」更多,城市化才是提升人均生產力的最重要元素。
總括來說,我承認經濟數據未必能夠完全反映科技進步對人類的影響,但仍不可以此為解釋生產效率增長放緩的藉口。
人類發展漸近兩科學極限
(3)我認為最重要的解釋是人類發展已逐漸走近兩個科學上的極限。第一個是地球資源所能提供的可延續發展極限。人類發展,從古至今,尤其從工業革命開始,都可說是建築在耗用地球資源身上,尤其倚賴化石能源,最初是最髒的煤炭,後來是更好用但更有限的石油,再加上較清潔但難儲存運輸的天然氣。近年我們當然開始發現化石能源的碳排放,帶來嚴重氣候變化問題,如不能在極有限時間內解決,足可導致一次全球大規模動植物滅絕災難!
樂觀來看,這個危機當然也提供很多發展再生能源、電動車輛(electric vehicle, EV)、儲能、碳捕獲(carbon capture),以至「地球工程」(geoengineering)技術的機會。但不能否認的是地球本身是個充滿有機化學(organic chemistry)的環境,最方便的能源必然是與炭相關的,石油的能源密度是任何電池技術的20倍以上。按《巴黎氣候協議》的計劃,人類必須在2050年前達到碳中和,談何容易?去年因疫情,全球碳排放確下降了約6.5%,接近但仍不到每年遞減7%的目標,今年美、中等經濟重開,有可能達標嗎?
另一個更根本的是物理的極限。歷史上最偉大的科學突破,毫無疑問是二十世紀初,愛恩斯坦的狹義和廣義相對論,和稍後由玻爾(Niels Bohr)、海森堡(Werner Heisenberg)和薛丁格(Erwin Schrodinger)等人所發展的量子力學(quantum mechanics)。兩套理論非常偉大,亦有極大實用性,核能和核武正是它們的結合,是禍是福,見仁見智。但不幸過去60年,理論物理已可說碰到了堅硬牆壁,相對論與量子力學有非常根本性,甚至哲學性矛盾,聰明如愛恩斯坦,窮人生最後30年努力,也無法解決此問題。後人想出很多充滿創意的理論,例如超弦理論(Superstring Theory),但全都是紙上談兵,毫無實驗證明,所以於事無補。
物理極限對應用科技和經濟發展有很大影響。整個IT革命都是由半導體技術進步所推進。最有名的摩爾定律(Moore's Law),雖並非一條真正永恒不變的物理定律,但在過去50年,一直是芯片發展的一個指標。事實是每一代的芯片發展,雖仍在進步,但速度早已放緩,最初摩爾定律預期每9至I2個月,芯片密度即可翻一倍,近年已放緩至兩年以上。強如過去的老大英特爾(Intel),已停滯於14nm兩年以上,只有台積電和三星能繼續推前,能成功生產7nm芯片。即使台積電等能如期做到2nm,無疑必將接近物理極限,再縮小必將帶出各種量子世界的奇怪現象如「穿隧效應」(tunneling effect),極難控制芯片性能。
在應用層面上,影響也必極大。單是AI無人駕駛,已是個極重要的科技夢想,亦是Tesla股價的一個重要支柱。馬斯克(Elon Musk)教主是個頂級銷售員,他一直不斷告訴「信徒」無人駕駛是個相對簡單的ANI(Artificial Narrow Intelligence)應用,只需GPU或ASIC夠快,加上視覺數據,必可在短期內成功。按馬斯克的說法,年輕一代不需要學駕駛汽車,法律甚至將禁止人類開車,所有汽車變成AI無人駕駛的EV。
無人駕駛為極複雜AI難題
事實上,無人駕駛是個極複雜的AI難題,最近連馬斯克開始承認困難比原先想像中高很多。不止Tesla,大部分其他公司都碰到同樣問題,不少甚至已放棄。Uber和Lyft都計劃出售無人駕駛部門,Alphabet的Waymo,近日CEO和CFO等多位高層相繼辭職。德國各大汽車廠近日都推出質量非常不錯的EV,但並無太多AI功能。
我一向認為無人駕駛沒那麼簡單,應屬於AGI(Artificial General Intelligence)問題,即需要所謂common sense。人腦當然遠比電腦慢,但複雜度遠比芯片高,人腦neurons(神經元)數量超過1000億,synapses(突觸)數量更超過125萬億,更加是三維物體,連形狀和組織都對人腦的思考、性格和整個意識(conciousness)非常關鍵,遠比現時最先進二維為主,7nm GPU的540億原子粒多和複雜。即使未來用到2nm技術,能做出人類common sense的機會仍很低。不少AI專家認為,AGI需要whole brain simulation,或甚至不可以矽為基礎原料,改以用所謂wet ware,不知是否想以基因工程技術,在試管中培植出一個以碳為基礎原料的有機AI系統?聽起來,比Frankenstein(科學怪人)更恐怖!
我沒有答案,只想提醒大家不要過度自以為是,人類始終是渺小的,我們對宇宙的認知非常有限!
(中環資產擁有Tesla、Uber、Alphabet、台積電及三星財務權益)
中環資產投資行政總裁
[譚新強 中環新譚]
https://www.mpfinance.com/fin/columnist3.php?col=1463481132098
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屠呦呦在諾獎報告會演講:中醫藥學是一個偉大寶庫
2015年諾貝爾生理學或醫學獎得主,中國女藥學家屠呦呦已經抵達瑞典並將於10日出席諾貝爾頒獎典禮。當地時間12月7日下午,屠呦呦在卡洛琳醫學院諾貝爾大廳用中文做題為《青蒿素的發現 中國傳統醫學對世界的禮物》的演講,由翻譯進行同聲傳譯。
屠呦呦在演講中說:“中國醫藥學是一個偉大寶庫,應當努力發掘,加以提高。”青蒿素正是從這一寶庫中發掘出來的。通過抗瘧藥青蒿素的研究經歷,深感中西醫藥各有所長,二者有機結合,優勢互補,當具有更大的開發潛力和良好的發展前景。
演講全文如下:
尊敬的主席先生,尊敬的獲獎者,女士們,先生們:
今天我極為榮幸能在卡羅林斯卡學院講演,我報告的題目是:青蒿素——中醫藥給世界的一份禮物
在報告之前,我首先要感謝諾貝爾獎評委會,諾貝爾獎基金會授予我2015年生理學或醫學獎。這不僅是授予我個人的榮譽,也是對全體中國科學家團隊的嘉獎和鼓勵。在短短的幾天裡,我深深地感受到了瑞典人民的熱情,在此我一併表示感謝。
謝謝William C. Campbell(威廉姆.坎貝爾)和Satoshi Ōmura(大村智)二位剛剛所做的精彩報告。我現在要說的是四十年前,在艱苦的環境下,中國科學家努力奮鬥從中醫藥中尋找抗瘧新藥的故事。
關於青蒿素的發現過程,大家可能已經在很多報導中看到過。在此,我只做一個概要的介紹。這是中醫研究院抗瘧藥研究團隊當年的簡要工作總結,其中藍底標示的是本院團隊完成的工作,白底標示的是全國其他協作團隊完成的工作。 藍底向白底過渡標示既有本院也有協作單位參加的工作。
中藥研究所團隊於1969年開始抗瘧中藥研究。經過大量的反復篩選工作後,1971年起工作重點集中於中藥青蒿。又經過很多次失敗後,1971年9月,重新設計了提取方法,改用低溫提取,用乙醚回流或冷浸,而後用堿溶液除掉酸性部位的方法製備樣品。1971年10月4日,青蒿乙醚中性提取物,即標號191#的樣品,以1.0克/公斤體重的劑量,連續3天,口服給藥,鼠瘧藥效評價顯示抑制率達到100%。同年12月到次年1月的猴瘧實驗,也得到了抑制率100% 的結果。青蒿乙醚中性提取物抗瘧藥效的突破,是發現青蒿素的關鍵。
1972年8至10月,我們開展了青蒿乙醚中性提取物的臨床研究,30例惡性瘧和間日瘧病人全部顯效。同年11月,從該部位中成功分離得到抗瘧有效單體化合物的結晶,後命名為“青蒿素”。
1972年12月開始對青蒿素的化學結構進行探索,通過元素分析、光譜測定、質譜及旋光分析等技術手段,確定化合物分子式為C15H22O5,分子量282。明確了青蒿素為不含氮的倍半萜類化合物。
1973年4月27日,經中國醫學科學院藥物研究所分析化學室進一步覆核了分子式等有關資料。1974年起,與中國科學院上海有機化學研究所和生物物理所相繼開展了青蒿素結構協作研究的工作。最終經X光衍射確定了青蒿素的結構。確認青蒿素是含有過氧基的新型倍半萜內酯。立體結構於1977年在中國的科學通報發表,並被化學文摘收錄。
1973年起,為研究青蒿素結構中的功能基團而製備衍生物。經硼氫化鈉還原反應,證實青蒿素結構中羰基的存在,發明瞭雙氫青蒿素。經構效關係研究:明確青蒿素結構中的過氧基團是抗瘧活性基團,部分雙氫青蒿素羥基衍生物的鼠瘧效價也有所提高。
這裡展示了青蒿素及其衍生物雙氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯、蒿乙醚的分子結構。直到現在,除此類型之外,其他結構類型的青蒿素衍生物還沒有用於臨床的報導。
1986年,青蒿素獲得了衛生部新藥證書。於1992年再獲得雙氫青蒿素新藥證書。該藥臨床藥效高於青蒿素10倍,進一步體現了青蒿素類藥物“高效、速效、低毒”的特點。
1981年,世界衛生組織、世界銀行、聯合國計畫開發署在北京聯合召開瘧疾化療科學工作組第四次會議,有關青蒿素及其臨床應用的一系列報告在會上引發熱烈反響。我的報告是“青蒿素的化學研究”。上世紀80年代,數千例中國的瘧疾患者得到青蒿素及其衍生物的有效治療。
聽完這段介紹,大家可能會覺得這不過是一段普通的藥物發現過程。但是,當年從在中國已有兩千多年沿用歷史的中藥青蒿中發掘出青蒿素的歷程卻相當艱辛。
目標明確、堅持信念是成功的前提。1969年,中醫科學院中藥研究所參加全國“523”抗擊瘧疾研究項目。經院領導研究決定,我被指令負責並組建“523”項目課題組,承擔抗瘧中藥的研發。這一專案在當時屬於保密的重點軍工專案。對於一個年輕科研人員,有機會接受如此重任,我體會到了國家對我的信任,深感責任重大,任務艱巨。我決心不辱使命,努力拼搏,盡全力完成任務!
學科交叉為研究發現成功提供了準備。這是我剛到中藥研究所的照片,左側是著名生藥學家樓之岑,他指導我鑒別藥材。從1959年到1962年,我參加西醫學習中醫班,系統學習了中醫藥知識。化學家路易˙帕斯特說過“機會垂青有準備的人”。古語說:凡是過去,皆為序曲。然而,序曲就是一種準備。當抗瘧項目給我機遇的時候,西學中的序曲為我從事青蒿素研究提供了良好的準備。
資訊收集、準確解析是研究發現成功的基礎。接受任務後,我收集整理歷代中醫藥典籍,走訪名老中醫並收集他們用於防治瘧疾的方劑和中藥、同時調閱大量民間方藥。在彙集了包括植物、動物、礦物等2000餘內服、外用方藥的基礎上,編寫了以640種中藥為主的《瘧疾單驗方集》。正是這些資訊的收集和解析鑄就了青蒿素髮現的基礎,也是中藥新藥研究有別於一般植物藥研發的地方。
關鍵的文獻啟示。當年我面臨研究困境時,又重新溫習中醫古籍,進一步思考東晉(西元3-4世紀)葛洪《肘後備急方》有關“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之”的截瘧記載。這使我聯想到提取過程可能需要避免高溫,由此改用低沸點溶劑的提取方法。
關於青蒿入藥,最早見於馬王堆三號漢墓的帛書《五十二病方》,其後的《神農本草經》、《補遺雷公炮製便覽》、《本草綱目》等典籍都有青蒿治病的記載。然而,古籍雖多,確都沒有明確青蒿的植物分類品種。當年青蒿資源品種混亂,藥典收載了2個品種,還有4個其他的混淆品種也在使用。後續深入研究發現:僅Artemisia annua L.一種含有青蒿素,抗瘧有效。這樣客觀上就增加了發現青蒿素的難度。再加上青蒿素在原植物中含量並不高,還有藥用部位、產地、採收季節、純化工藝的影響,青蒿乙醚中性提取物的成功確實來之不易。中國傳統中醫藥是一個豐富的寶藏,值得我們多加思考,發掘提高。
在困境面前需要堅持不懈。七十年代中國的科研條件比較差,為供應足夠的青蒿有效部位用於臨床,我們曾用水缸作為提取容器。由於缺乏通風設備,又接觸大量有機溶劑,導致一些科研人員的身體健康受到了影響。為了儘快上臨床,在動物安全性評價的基礎上,我和科研團隊成員自身服用有效部位提取物,以確保臨床病人的安全。當青蒿素片劑臨床試用效果不理想時,經過努力堅持,深入探究原因,最終查明是崩解度的問題。改用青蒿素單體膠囊,從而及時證實了青蒿素的抗瘧療效。
團隊精神,無私合作加速科學發現轉化成有效藥物。1972年3月8日,全國523辦公室在南京召開抗瘧藥物專業會議,我代表中藥所在會上報告了青蒿No.191提取物對鼠瘧、猴瘧的結果,受到會議極大關注。同年11月17日,在北京召開的全國會議上,我報告了30例臨床全部顯效的結果。從此,拉開了青蒿抗瘧研究全國大協作的序幕。
今天,我再次衷心感謝當年從事523抗瘧研究的中醫科學院團隊全體成員,銘記他們在青蒿素研究、發現與應用中的積極投入與突出貢獻。感謝全國523專案單位的通力協作,包括山東省中藥研究所、雲南省藥物研究所、中國科學院生物物理所、中國科學院上海有機所、廣州中醫藥大學以及軍事醫學科學院等,我衷心祝賀協作單位同行們所取得的多方面成果,以及對瘧疾患者的熱誠服務。對於全國523辦公室在組織抗瘧專案中的不懈努力,在此表示誠摯的敬意。沒有大家無私合作的團隊精神,我們不可能在短期內將青蒿素貢獻給世界。
瘧疾對於世界公共衛生依然是個嚴重挑戰。WHO總幹事陳馮富珍在談到控制瘧疾時有過這樣的評價,在減少瘧疾病例與死亡方面,全球範圍內正在取得的成績給我們留下了深刻印象。雖然如此,據統計,全球97個國家與地區的33億人口仍在遭遇瘧疾的威脅,其中12億人生活在高危區域,這些區域的患病率有可能高於1/1000。統計資料表明,2013年全球瘧疾患者約為1億9千8百萬,瘧疾導致的死亡人數約為58萬,其中78%是5歲以下的兒童。90%的瘧疾死亡病例發生在重災區非洲。70% 的非洲瘧疾患者應用青蒿素複方藥物治療(Artemisinin-based Combination Therapies, ACTs)。但是,得不到ACTs 治療的瘧疾患兒仍達5千6百萬到6千9百萬之多。
瘧原蟲對於青蒿素和其他抗瘧藥的抗藥性。在大湄公河地區,包括柬埔寨、老撾、緬甸、泰國和越南,惡性瘧原蟲已經出現對於青蒿素的抗藥性。在柬埔寨-泰國邊境的許多地區,惡性瘧原蟲已經對絕大多數抗瘧藥產生抗藥性。請看今年報告的對於青蒿素抗藥性的分佈圖,紅色與黑色提示當地的惡性瘧原蟲出現抗藥性。可見,不僅在大湄公河流域有抗藥性,在非洲少數地區也出現了抗藥性。這些情況都是嚴重的警示。
世界衛生組織2011年遏制青蒿素抗藥性的全球計畫。這項計畫出臺的目的是保護ACTs對於惡性瘧疾的有效性。鑒於青蒿素的抗藥性已在大湄公河流域得到證實,擴散的潛在威脅也正在考察之中。參與該計畫的100多位專家們認為,在青蒿素抗藥性傳播到高感染地區之前,遏制或消除抗藥性的機會其實十分有限。遏制青蒿素抗藥性的任務迫在眉睫。為保護ACTs對於惡性瘧疾的有效性,我誠摯希望全球抗瘧工作者認真執行WHO遏制青蒿素抗藥性的全球計畫。
在結束之前,我想再談一點中醫藥。“中國醫藥學是一個偉大寶庫,應當努力發掘,加以提高。”青蒿素正是從這一寶庫中發掘出來的。通過抗瘧藥青蒿素的研究經歷,深感中西醫藥各有所長,二者有機結合,優勢互補,當具有更大的開發潛力和良好的發展前景。大自然給我們提供了大量的植物資源,醫藥學研究者可以從中開發新藥。中醫藥從神農嘗百草開始,在幾千年的發展中積累了大量臨床經驗,對於自然資源的藥用價值已經有所整理歸納。通過繼承發揚,發掘提高,一定會有所發現,有所創新,從而造福人類。
最後,我想與各位分享一首我國唐代有名的詩篇,王之渙所寫的“登鸛雀樓”:白日依山盡,黃河入海流,欲窮千里目,更上一層樓。 請各位有機會時更上一層樓, 去領略中國文化的魅力,發現蘊涵於傳統中醫藥中的寶藏!
衷心感謝在青蒿素髮現、研究、和應用中做出貢獻的所有國內外同事們、同行們和朋友們!
深深感謝家人的一直以來的理解和支持!
衷心感謝各位前來參會!
謝謝大家!