恐龍在地球上生活了大約1.6億年。它們為了食物和生存領地而戰，想方設法不被捕食者吃掉。和人類一樣，它們也會照顧幼崽，并試圖保護自己的后代免受捕食者的侵害?？铸埓婊盍藬登f代，但6000多萬年前，恐龍卻突然從這個藍色星球上消失。

而在恐龍滅絕6000多萬年后，憑借一塊有史前蚊子的琥珀，科學家從蚊子血中獲得了恐龍的基因，讓滅絕的恐龍得以復活。這就是經典科幻電影《侏羅紀公園》的故事。

 “侏羅紀公園”的關鍵，其實就是基因，可以說，是基因存儲了恐龍的生物信息，讓恐龍的故事在今天重新展現。而如果人類沒有發現這塊有著史前蚊子的琥珀，那么，浩渺的宇宙中很可能沒有物種會知道恐龍曾經在地球上存在過。

那么，對于人類來說呢？雖然我們今天還在這個星球好好的生活著，但沒有人知道，人類的明天有多久？如果人類滅絕，以后會有其他物種知道人類曾經生活在這個藍色星球上嗎？如果未來的物種沒有找到人類遺骸，那么，人類在科學、藝術、文化和歷史上所取得的一切成就都將永遠消失，就像從未存在過一樣。

有沒有什么辦法能夠儲存人類文明的記憶？還真的有，那就是DNA存儲技術，這也是今天科學家們正在探索的數據存儲的新方式。

 存儲人類全部的數據？

為什么科學家要研究DNA存儲？因為DNA存儲的信息密度遠超我們的想象。如果我們把毛囊細胞放大再放大，就能看到毛囊里單個細胞的DNA，而如果把這些DNA拉直，這些DNA將比一米還長，其中存儲了30億堿基對，信息密度遠遠超過人類制造的一切存儲介質。

所謂堿基對，就是DNA（脫氧核糖核酸）分子中的兩個核苷酸相互配對的基本單元。而DNA分子是由四種不同的堿基構成的——腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。這些堿基以特定的方式相互配對，形成堿基對，其中腺嘌呤總是與胸腺嘧啶配對，而胞嘧啶總是與鳥嘌呤配對。這種特定的配對方式是DNA雙螺旋結構的關鍵特征，這確保了DNA的穩定性和復制過程的準確性。

我們可以用兩個二進制數字來表示一個堿基，而這個堿基就占了兩位的存儲空間，位也叫比特，是信息的最小計量單位，所以一個堿基占據的空間就是兩位，在計算機中8位就是1字節（byte），1024字節就是1KB，1024KB則是1MB，以此類推，一條30億個堿基對DNA的數據量就是60億比特，換算一下大概是7GB，而它僅僅只有幾納米。即便要把人類掌握的所有數據都存儲下來，也只需要大概一公斤的DNA，一個冰箱就夠了。

要知道，從磁帶到USB，過去各種各樣的記憶媒介已經在被開發出來。不過，今天，更多的數據被保存在數據中心里。一個存儲量為 10 億 GB的大型數據中心，占地可達數個足球場，建設和維護成本高達 10 億美元。也就是說，光是儲存這些海量數據，就需要花費巨大的空間及金錢成本。

并且，現在數據產生的速度，遠遠要超過我們生產這些存儲介質的速度，所以必須要有新的介質來解決這個難題。而DNA就是這個新的介質。

DNA不僅可以儲存信息，而且信息的衰減和損耗幾乎為零。就像人類從恐龍基因中讀到恐龍生存與滅絕的故事一樣，如果DNA保存在干燥的環境中，遠離光線，并在穩定的溫度下，可以穩定數千萬年之久。相比之下，紙張會腐爛，硬盤會降解，甚至連石頭也會風化，DNA卻可以徹底無視這些物理過程，保留人類文明的知識和歷史。

一塊有史前蚊子的琥珀

早在上個世紀末，就有科學家嘗試DNA存儲信息，藝術家 Joe Davis 和哈佛大學的研究員，將一副名為《小維納斯》（Micro Venus）的圖案存儲到了 DNA 短鏈中。這個圖案編碼簡易，白色的地方標記為 0、黑色的線條部分標記為 1，文件大小只有 35字節，用了 28 個核苷酸長度的 DNA 鏈條來存儲。

2000年，美國生物學家把一段信息“刻”進了細菌的體內，這段信息就是愛因斯坦著名的質能方程“E=mc2”。2003年，又有科學家把迪士尼動畫片中的一段音樂“刻”進了細菌體內。到了2010年，當首個人造細胞誕生時，帶領該項工作的美國基因學家卡耐基·文特爾則把所有參與該項目的科學家的名字“刻”進了人造細胞的DNA上。

一直以來，科學家們在DNA儲存技術研究中，展現了可以將文書檔案、影片資料等幾乎所有東西儲存在DNA的能力。不過，DNA儲存技術一直有一個大問題，就是所有的過程中依然需要眾多的人力。

好在微軟公司和華盛頓大學最終打破了這一技術瓶頸。在微軟和華盛頓大學的研究中，他們設想了DNA存儲的另一個功能：隨機讀取。

常見的 DNA 測序技術中，必須要將所有的堿基串一次性讀取完，才能夠獲得信息。要么不讀取，要么全讀取。如果只想要數據中的某一個小片段，就會非常麻煩。2016 年，微軟公司和華盛頓大學的科學家發表了一項研究，可以在 DNA 已經存儲的信息中搜索到指定的圖像，定位后，用酶來復制所需的 DNA 片段，然后只需要讀取這一小段就可以。

隨機讀取是解決了，解讀問題又隨之而來，要讓 DNA 存儲離商用更進一步，還需要解決合成速度和成本問題。

現在合成速度是每秒存儲上千個字節（KB），成熟的云存儲方案已經有每秒千兆字節（GB）以上。這意味著，編寫 DNA 的速度還需要提升 6 個數量級。如何讓提升數據處理量？就像并行計算能夠提升數據處理速度，科學家希望 DNA 在合成時也可以并行多條，同時處理。

2021 年，微軟開發出首個納米級 DNA 存儲器，能夠在每個平方厘米的區域上，同時合成2650條堿基序列。這個新的技術把原來同時合成堿基序列的數字從個位提升到了千位。這個吞吐量，讓DNA合成速度變成了每秒兆字節（MB）。

 更大的吞吐量，也就意味著更低的成本?，F在 DNA 存儲的成本是每萬億字節（TB）8 億美元。盡管磁帶存儲成本已經降到了每萬億字節 16 美元以下，看起來，DNA存儲似乎毫無競爭力。但現實生活中的大型數據中心的維護成本極高，還要定期更新硬件；DNA 存儲密度大、體積小、可以長時間不變質的優勢就變成了降維打擊。Twist Bioscience 最近在一份市場報告中強調，這種技術能夠幫助科技企業在“大規模、低功耗”情況下更有效地部署。

可以說，和過去相比，隨著生物技術的發展，DNA存儲費用已經呈現大幅下降的趨勢。就拿基因測序的費用來說，最早的人類基因測序花了將近 27 億美元的成本和十五年的時間，但是十五年后，今天，我們只要繳納1000 美元的費用給企業，就可以在幾周內拿到基因分析結果。技術已經變得相當大眾化了?？紤]到指數型科技的成長速度，或許，DNA儲存很快就可以步入商業化階段。

短期來看，大數據與人工智能的大爆發，促使人類必須找到更多的新興算力之源，而DNA儲存的創新技術，很可能就是人類未來的智能新大陸；而從更長遠的人類文明的發展來看，DNA存儲技術或許就是那一塊有史前蚊子的琥珀，默默書寫和記錄人類這一物種在這個星球留下的傳奇。