就是因为这种生物系统的复杂性，就带来了一个非常棘手的问题。可能学电子工程或者计算机的同学会知道，电子工程里面有一个定律叫做“摩尔定律（Moore's Law）”。什么叫“摩尔定律”？大概意思是说CPU的计算能力每隔一段时间，通常是18个月就会翻一倍，或者是芯片价格就降一倍，总的来说每18个月就厉害一倍。但是生物不是这样，举个例子，咱们生物医药呈现出“反摩尔定律（Eroom’s Law）”。就是说同样十亿美元，在1950年的时候十亿美元能开发出十几个新药，到2010年连一种都开发不出来，所以英文“摩尔”也是反过来写的。
这就揭示我们技术现在遇到问题和瓶颈了，我们投入相同的资源得到的产出越来越少，所以我们必须要换技术路线了，要进行一种技术革新。根据我们以往解决复杂问题的经验，我们有没有可以借鉴的呢？其实是有，在座的每位都有手机，手机里一张芯片有上亿个“逻辑门”，处理的功能这么复杂，我们是怎么样应对这种复杂度的呢？
其实很简单，就是工程化原则。我们现在不管一个系统多复杂，我们都能按照从“元件-器件-模块-系统”的方式自下而上的组装出来。这里有两个工程化原则非常关键，第一是模块化，模块化的作用是什么？让系统的组份与组份、元件与元件之间越独立越好，这样就能自下而上的拼装起来，组装预测性特别高。
还有一个原则是标准化。标准化就是让每个人在这个工程中所做出的努力都能被其他人所用，比如有人造螺丝、有人造螺母，如果大家按照一个标准来，造螺丝和造螺母的人就能组合起来，就能把一个复杂的事情拆解成一个简单的工作，并且分配给每个人，最终每个人做出的东西还能组装在一起。
正是因为这种工程化原则的使用，使得我们人类可以做出非常复杂的东西，例如超级计算机。所以“摩尔定律”就由此不断地产生新的突破，并且一直得到保持。
那我们的细胞呢？我们的生物系统，其实我们如果以另外的视角来看，它也是一种工程系统。它可以看作基因，也就是说DNA材料。DNA作为材料以生物大分子之间的相互作用的形式，比如说它先组装成一些代谢通路、调控通路，这些通路组装成细胞，这些细胞组装成组织，最终形成一些复杂的个体，也可以看成自上而下的工程系统。
正如我们的CPU，它不是从路边随便捡来的是石头就能加工成CPU，虽然说它也是硅，但是这个硅是精炼出来的。我们假如说对生物系统进行工程化的话，我们的材料也不是随便拿来的。每个生物都有自己的基因，我们把这些基因都拿来，去掉我们不想要的功能，保留最基本、最简单的功能，然后我们把它进行一些标准化、模块化的加工，最终就可以得到生物的乐高积木，就是一列一列的基因片段，它们相互之间是绝缘化的，而且接口是标准化的，那么我们可以把它叫做“基因元件”。
这个“基因元件”就可以让我们以拼乐高积木的形式、自下而上地拼装出一些复杂的生物系统，我们把它叫做“基因计算机”。因为它有感受器，可以感受细胞内外的各种环境，它也可以进行信息处理，把一些复杂的信号进行内部处理之后，最终呈现出各种各样的生物功能输出，我们就把它叫做“基因计算机”。
这种能力使得我们可以在微生物里面，每个微生物细胞里面都可以写一个微型的“基因计算机”，从而执行我们想让它们执行的功能。比如可以用于生物制造，还可以把它放到肠道里面侦测消化道里的癌症和炎症；还可以用于土壤，用来去除重金属污染和化工型污染；还可以用于环境，废水处理、污水处理，甚至可以从废水里冶炼出贵重金属，这都是微生物可以做到的。
在这里举一个非常有趣的例子，这也是我博士期间在做的事情，以及博士毕业之后和清华的老师同学一起创业的事情。大家身边很多物件都是塑料做的，这些塑料都是从石油里面提取出来的。一个非常残酷的事实是塑料的降解大概需要300年，而人类发明第一块塑料是在1862年，意味着什么？这意味着人类发明的第一块塑料想要降解完还需要150年。
