[English]

佛经转DNA
在保存和崇敬宗教文本背景下探索DNA存储

A) 《金刚经》及其编码方式

1. 《金刚经》(梵文:Vajracchedikā Prajñāpāramitā Sūtra)是一部大乘佛教经文,成书于印度,时间约在公元1世纪至4世纪之间。它属于如今有时被称为般若波罗蜜多(完美智慧)文献的一组作品。《金刚经》的主要教义之一是所有概念和现象最终都没有基础(梵文:apratiṣṭha);它们没有牢固的本体论基础,而是瞬息万变且不可依赖的。尽管如此,即使否认了所有概念的终极现实,《金刚经》像任何其他文本一样,需要一种媒介,一个载体来保存其信息。因此,《金刚经》可能起源于一位佚名作者所写的梵文文本,并在几个世纪内不断演变。在印度,佛教徒很早就采用了书写,而最早的碑铭和最早的印度手稿都与佛教有关。
[关于般若波罗蜜多文献综述,参见Zacchetti(2015)。关于该文本的各种版本,参见Harrison (2006, 2010, 2015)]

2. 公元401年,著名翻译家鸠摩罗什将《金刚经》的梵文文本翻译成中文。尽管在接下来的三百年中又被翻译了五次,但鸠摩罗什的版本仍然是最受欢迎的。当印刷术在东亚发明时,佛教徒再次热情地成为新媒介的"早期采用者"。公元868年,鸠摩罗什的译本被刻在木板上,文本被印刷出来,而这个印刷品的一份拷贝如今是我们人类现存最古老的有确切日期的书籍。
[该印刷品于1900年在丝绸之路上的城市敦煌被发现,现保存在大英图书馆。]

3. 在20世纪末,信息越来越多地以数字形式存储。佛教徒再次开始探索新媒介,并以各种方式将其神圣文本数字化。鸠摩罗什的译本现在是中国佛教文本大型数字语料库的一部分,该语料库由名为CBETA的组织制作和管理。摒弃了模拟墨水和纸张,它现在以数字形式存在,按照Unicode标准编码为比特和字节。

4. 在21世纪初,人类开始尝试其他形式的信息存储。数字存储是脆弱的,硬盘驱动器或磁带等存储介质的寿命以几十年计算。如何将数字信息编码以保存数百年?DNA分子,这种已经被地球上的生命形式成功使用了约40亿年来传递信息的方式,似乎值得思考。保持干燥和黑暗,DNA可以持续数百甚至数千年,而不需要电力。它也比磁带具有更高的信息密度,一立方厘米的DNA足以编码国会图书馆中的所有文本。一旦创建,DNA可以廉价且迅速地复制。明显的瓶颈是,通过合成DNA来编码文化信息仍然昂贵,并且存储信息的访问和检索速度较慢。尽管如此,作为信息技术的早期采用者,佛教徒再次探索如何在这种新媒介中存储和保存他们的文本。
[关于将数字数据编码/解码为四进制DNA代码的方法概述,请参见Wang等人, 2022. 右侧的图像是Open AI DALL-E 2的输出,提示词为"将经文转化为DNA的逼真图像"(2022-10-20)]

5. 在天普大学总统人文艺术基金的帮助下,我们得以制作20个3D打印的佛塔,其中包含一个胶囊,内含编码了鸠摩罗什译本《金刚经》的DNA。最早的印刷书籍现在成为第一个以DNA编码的佛教文本。坦普尔图书馆的洛雷塔·C·达克沃思学者工作室组织了一场微型佛塔3D打印比赛。比赛的获胜者Tom Leighton制作了20个佛塔,我们计划将其分发给世界佛教界的感兴趣的利益相关方。这些佛塔通过底部的QR码链接到Zenodo在线存储库,QR码包含其DOI。我们对如何将这样的佛塔整合到仪式空间和实践中感兴趣,并愿意开展关于佛教文本在DNA中长期保存的后续项目。


B) The Project

2018年,Marcus Bingenheimer, Rob J. Kulathinal, Matt Shoemaker 和 Justin Brody决定探索DNA存储对文化遗产信息的可行性,并于2019年获得坦普尔大学的资助,以探索编码算法,制作第一个以DNA形式存在的佛教文本,并将这种DNA嵌入3D打印的佛塔中。在接下来的几年里,DNA数字数据存储的研究迅速发展,我们一开始提出的一些问题已经变得无关紧要。行业联盟正在努力使DNA存储标准化。2018年看起来是一种小众兴趣的事情,现在已经成为计算机科学和生物工程交叉处的一个充满活力的研究领域。

DNA存储的一个步骤是将二进制数字数据转换为四进制编码方案,该方案表示DNA中编码信息的四种核酸碱基。这需要使用错误纠正算法。作为我们实验的一部分,我们将Erlich等人(2017)的DNA fountain算法移植到Python3 [在github上]。

随着这种类型的DNA合成价格迅速下降,很明显最好的解决方案是让外部公司处理编码和合成。

本项目由天普大学 总统人文艺术基金(2019)资助。Presidential Humanities and Arts Grant (2019).

更多数据和文档:https://zenodo.org/record/6640428.
有问题?请联系Marcus Bingenheimer 馬德偉



Erlich, Yaniv, Dina Zielinski.2017. “DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture.” Science 355: 950–954 (2017), 3 March 2017
Harrison, Paul. 2006. “Vajracchedikā Prajñāpāramitā A New English Translation of the Sanskrit Text Based on Two Manuscripts from Greater Gandhāra.” In J. Braarvig (ed.) Buddhist Manuscripts, Vol. III: 133–159. Oslo: Hermes Academic Publishing. (Manuscripts in the Schøyen Collection.)
Harrison, Paul. 2010. “Experimental core samples of Chinese translations of two Buddhist Sūtras analysed in the light of recent Sanskrit manuscript discoveries.” Journal of the International Association of Buddhist Studies Vol. 31-1/2: 205-250.
Harrison, Paul. 2015. “The British Library Vajracchedikā Manuscript - IOL San 383–387, 419–427.” In S. Karashima, J. Nagashima, K. Wille (eds.) Buddhist Manuscripts from Central Asia - The British Library Sanskrit Fragments Vol. III.2: 823-866. Tokyo: The International Research Institute for Advanced Buddhology Soka University.
Wang, C., Ma, G., Wei, D. et al. Mainstream encoding–decoding methods of DNA data storage. CCF Trans. HPC 4, 23–33 (2022). https://doi.org/10.1007/s42514-022-00094-z
Zacchetti, Stefano. 2015. “Prajñāpāramitā Sūtras.” In J. Silk (ed.) Brill‘s Encyclopedia of Buddhism Vol.1 (Literature and Languages), pp. 171–209. Leiden: Brill.