掃一掃
關(guān)注中圖網(wǎng)
官方微博
本類五星書更多>
-
>
上海花園動植物指南
-
>
世界鳥類百科圖鑒:亞洲鳥類/歐洲鳥類/非洲鳥類/澳洲鳥類(全五冊)
-
>
科壇趣話:科學、科學家與科學家精神
-
>
愛因斯坦在路上:科學偶像的旅行日記
-
>
不可思議的科學史
-
>
動物生活史
-
>
影響世界的中國植物(全新修訂版)
宇宙生命起源 版權(quán)信息
- ISBN：9787521772562
- 條形碼：9787521772562 ; 978-7-5217-7256-2
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
宇宙生命起源 本書特色
*近年來，公眾關(guān)于宇宙探索的興趣正不斷攀升。隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展，以及科幻產(chǎn)業(yè)的國際影響力的擴大，人們也迫切了解關(guān)于宇宙的真相。由《三體》《流浪地球》等科幻作品帶動的民眾對于地外生命和地外可依據(jù)行星的探索也是社會關(guān)注的熱點。
*SpaceX公司CEO埃隆·馬斯克在2024年9月稱，他計劃“在兩年內(nèi)向火星發(fā)射不載人的‘星艦’飛船，4年內(nèi)啟動載人飛船探索火星任務”。如果說多年前，對這一領(lǐng)域的探索有興趣的還只有航天愛好者、宇宙發(fā)燒友，那么現(xiàn)在可以說，宇宙起源的問題已經(jīng)越來越成為普通公眾關(guān)心的話題，并在一眾名人效應的帶領(lǐng)下獲得了廣泛的關(guān)注。
*諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主與《紐約時報》暢銷書作家與聯(lián)手，共同挑戰(zhàn)和解讀“生命是什么”以及“我們在宇宙中是否唯一”這兩個關(guān)于生命本源的根本問題，是人類目前關(guān)于這兩個問題給出的*新解答，代表了目前該研究領(lǐng)域的*前沿風向標。
*仰望星空，我們會思索，在*黑暗的深處是否也有生命在流動；附身低頭，我們會問出，這片土地上的生命是從何而來。
*上海交通大學主動健康與戰(zhàn)略發(fā)展研究院中國科學院吳家睿、國家天文臺研究員茍利軍、中山大學教授李淼、華中科技大學物理學院天文學系副教授邱濤濤、天文學博士高爽、諾貝爾獎得主托馬斯·R.切赫、諾貝爾獎得主亞當·里斯、諾貝爾獎得主詹妮弗·杜德納、諾貝爾獎得主文基·拉馬克里希南、英國皇家天文學家馬丁·里斯等多位國內(nèi)外專家盛贊！
*《華爾街日報》《柯克斯書評》《大思想》《出版人周刊》《今日宇宙》《仰望夜空》等好評推薦！
宇宙生命起源 內(nèi)容簡介
愛因斯坦曾說過:“我想知道上帝是如何創(chuàng)造這個世界的……我想知道他的思想。”從某種意義上講，這本書正是對這個問題的回答。知名天體物理學家馬里奧·利維奧和2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主杰克·紹斯塔克合作，結(jié)合物理學和生物學的前沿發(fā)現(xiàn)，解答了關(guān)于生命起源的兩個*基本問題：生命是如何產(chǎn)生的，以及我們在宇宙中是否唯一？仰望星空，我們會思索，在*黑暗的深處是否也有生命在流動；附身低頭，我們會問出，這片土地上的生命是從何而來。在這里，你將看到錯誤的開始、中途的死胡同以及關(guān)鍵步驟的驚喜逆轉(zhuǎn)，你還將看到科學家對科學的執(zhí)著和對事業(yè)的沉浸，以及突破所帶來的狂喜……每一個在實驗室中發(fā)現(xiàn)的生命產(chǎn)生途徑都意味著，在環(huán)境截然不同但資源可支配的宇宙的其他地方，也可能實現(xiàn)這樣的壯舉，包括我們的銀河系。同樣，通過觀測證明地外生命相對普遍，將帶給化學生物學家這樣一個信念，即生命的誕生必然存在化學途徑。無論哪一個領(lǐng)域取得突破，人類的歷史都將被改寫。
宇宙生命起源 目錄
第1章 是怪異的化學事故還是宇宙的必然要求？
第2章 生命的起源：RNA世界
第3章 生命的起源：從化學到生物學
（附錄：化學結(jié)構(gòu)和化學反應）
第4章 生命的起源：氨基酸和肽
第5章 生命的起源：通向原細胞之路
第6章 聚匯：從天體物理學和地質(zhì)學到化學和生物學
第7章 太陽系的其他行星上有地外生命嗎？
第8章 太陽系的衛(wèi)星上有地外生命嗎？
第9章 太陽系外的生命：天文探索
第10章 我們不知道的生命：自然的設計和非自然的生命形式
第11章 尋找智能：初步想法
第12章 尋找智能：搜索
第13章 尾聲：即將來臨的突破？
展開全部
宇宙生命起源 相關(guān)資料
《華爾街日報》這本書向人們展示了我們目前取得的成就，以及未來還有多少工作要做。利維奧和紹斯塔克詳盡記述了最新研究成果……令人信服的描述……這是一項引人入勝的研究的最新成果。利維奧和紹斯塔克這對搭檔將各自的專長結(jié)合在一起，讓這本書讀起來充滿了樂趣。它帶領(lǐng)讀者了解了地球生命起源和尋找外星生命的科學前沿。”利維奧紹和斯塔克講述詳細，不拖沓，這無疑會給讀者更多的啟發(fā)。回顧我們在解決人類存在的基本問題上所取得的進展，會給人們一種強烈的樂觀情緒。要在不到300頁的篇幅里涵蓋一個宏大的主題是一件困難的事情，但這本書將相關(guān)問題無縫地聯(lián)系在一起，非常詳細，強調(diào)了我們在理解地球上生命起源方面的現(xiàn)有認知，并回答了一個基本問題：我們在宇宙中是孤獨的嗎？”天體生物學是一個融合了生物學、化學、天文學等多個學科的領(lǐng)域。這本書既富有挑戰(zhàn)，又吸引。第1章 是怪異的化學事故還是宇宙的必然要求？
它和生命一樣大，而且是自然的兩倍！
——劉易斯·卡羅爾，《愛麗絲鏡中奇緣》
有點矛盾的是，當談到地球上的生物生命現(xiàn)象時，我們非常確定大自然將如何在遙遠的未來最終結(jié)束它，但我們不知道的是它到底是如何開始的。我們所知道的生命的自然終止（即不是由我們目前占主導地位的物種的自我毀滅行為引起的那種消亡），將由我們相對來說比較了解和可預測的天體物理過程和大氣過程決定（除非發(fā)生不可預見的宇宙事件，如小行星撞擊或附近的伽馬射線暴，導致生命現(xiàn)象提前結(jié)束）。
例如，我們知道，在大約50億年后，當我們的太陽急劇膨脹成為一顆紅巨星時，地球?qū)⒈粺梗踔量赡鼙惶柵蛎浀耐鈿に淌伞碗s的多細胞生命將滅絕得更早，在大約10億年后，太陽演化后期的溫度上升將導致地球生物圈發(fā)生危險的衰退。
另一方面，有關(guān)生命起源的問題則仍然籠罩在神秘之中。盡管我們在理解生物學的組成方面取得了巨大進展，但我們?nèi)匀徊恢谰烤故鞘裁磳е铝松淖园l(fā)出現(xiàn)，也不知道第一批細胞是如何突然出現(xiàn)的。正如英國化學家約翰·薩瑟蘭（John Sutherland）所說，關(guān)于從化學中誕生出生物學的那個重要時刻，我們只能說生命是“突然”出現(xiàn)的。薩瑟蘭還詼諧地提到了與氰化物有關(guān)的“藍色”，正如我們將看到的，氰化物在生命起源中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
與生命起源密切相關(guān)的是另一個問題。至少從古希臘畢達哥拉斯時代起，這個問題就引起了人類的興趣：我們在宇宙中是孤獨的嗎？或者換一種更現(xiàn)代、更實際的說法：我們的銀河系是否像許多科幻作品讓你相信的那樣充滿了生命？換言之，我們想知道人類是否終于能夠結(jié)束在銀河系逗留的孤獨。
雖然本書的兩位作者中一位是天體物理學家，另一位是化學生物學家，但在我們的整個科學生涯中，我們都對這些宇宙之謎著迷。我們確實一直對這些問題很感興趣，但很長一段時間里，我們除了好奇之外，無能為力，因為直到最近，這些問題還被認為是棘手的，在我們的一生中都無法解決，甚至可能只在科學的邊緣。它們往往被歸入“太難了”的類別。
這種情況在過去三十年中發(fā)生了巨大變化。試圖準確地回答這些問題——地球上的生命是如何開始的？我們在銀河系里是孤獨的嗎？——已經(jīng)成為科學研究中最具活力的兩個前沿領(lǐng)域。
第1章 是怪異的化學事故還是宇宙的必然要求？
它和生命一樣大，而且是自然的兩倍！
——劉易斯·卡羅爾，《愛麗絲鏡中奇緣》
在我們的日常生活中，我們已經(jīng)習慣了這樣一個事實，即心理學的“時間之箭”的方向使我們能夠?qū)徱暋⒀芯俊⒎此己陀洃涍^去的事件。我們同樣意識到，我們不可能記得未來。我們最多可以嘗試做出預言、推測，或者用我們的想象來設想未來。正如詩人卡利爾·紀伯倫（Kahlil Gibran）所寫的那樣，“因為生活不會倒退，也不會停留在昨天。”
有點矛盾的是，當談到地球上的生物生命現(xiàn)象時，我們非常確定大自然將如何在遙遠的未來最終結(jié)束它，但我們不知道的是它到底是如何開始的。我們所知道的生命的自然終止（即不是由我們目前占主導地位的物種的自我毀滅行為引起的那種消亡），將由我們相對來說比較了解和可預測的天體物理過程和大氣過程決定（除非發(fā)生不可預見的宇宙事件，如小行星撞擊或附近的伽馬射線暴，導致生命現(xiàn)象提前結(jié)束）。
例如，我們知道，在大約50億年后，當我們的太陽急劇膨脹成為一顆紅巨星時，地球?qū)⒈粺梗踔量赡鼙惶柵蛎浀耐鈿に淌伞碗s的多細胞生命將滅絕得更早，在大約10億年后，太陽演化后期的溫度上升將導致地球生物圈發(fā)生危險的衰退。
另一方面，有關(guān)生命起源的問題則仍然籠罩在神秘之中。盡管我們在理解生物學的組成方面取得了巨大進展，但我們?nèi)匀徊恢谰烤故鞘裁磳е铝松淖园l(fā)出現(xiàn)，也不知道第一批細胞是如何突然出現(xiàn)的。正如英國化學家約翰·薩瑟蘭（John Sutherland）所說，關(guān)于從化學中誕生出生物學的那個重要時刻，我們只能說生命是“突然”出現(xiàn)的。薩瑟蘭還詼諧地提到了與氰化物有關(guān)的“藍色”，正如我們將看到的，氰化物在生命起源中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
與生命起源密切相關(guān)的是另一個問題。至少從古希臘畢達哥拉斯時代起，這個問題就引起了人類的興趣：我們在宇宙中是孤獨的嗎？或者換一種更現(xiàn)代、更實際的說法：我們的銀河系是否像許多科幻作品讓你相信的那樣充滿了生命？換言之，我們想知道人類是否終于能夠結(jié)束在銀河系逗留的孤獨。
雖然本書的兩位作者中一位是天體物理學家，另一位是化學生物學家，但在我們的整個科學生涯中，我們都對這些宇宙之謎著迷。我們確實一直對這些問題很感興趣，但很長一段時間里，我們除了好奇之外，無能為力，因為直到最近，這些問題還被認為是棘手的，在我們的一生中都無法解決，甚至可能只在科學的邊緣。它們往往被歸入“太難了”的類別。
這種情況在過去三十年中發(fā)生了巨大變化。試圖準確地回答這些問題——地球上的生命是如何開始的？我們在銀河系里是孤獨的嗎？——已經(jīng)成為科學研究中最具活力的兩個前沿領(lǐng)域。
值得注意的是，這些問題的答案取決于第三個問題。這個問題相對簡單，定義明確，而且絕對可以回答（至少原則上如此）：生命出現(xiàn)在一顆潛在宜居的行星表面的可能性有多大？這個問題是由兩個完全不同且基本獨立的研究領(lǐng)域來解決的。首先，目前的實驗室研究旨在確定生物學是否真的可以從純化學中產(chǎn)生；其次，天文學的很大一部分內(nèi)容就是致力于尋找其他行星或衛(wèi)星（無論是太陽系的還是其他恒星周圍的）上明確的生命跡象。這兩種方法目前都引起了人們的濃厚興趣，也是科學家群體積極探索的主題。事實上，正如美國國家科學、工程和醫(yī)學研究院2021年11月發(fā)布的一份報告所概述的那樣，在太陽以外的恒星周圍的行星——系外行星——上尋找生命現(xiàn)在是美國天文學界的共識目標。本書的兩位作者均當仁不讓地（在自己的學科中）參與了這些探索。
我們想在本書中強調(diào)的一個要點是，追尋地球上生命的起源和尋找地外生命是兩個具有強大共生關(guān)系的科學愿望。其中一個方面的成功將為另一個方面提供極其鼓舞人心的線索和強大的動力。原因很簡單。如果我們能在實驗室中從化學中找到一條通往生命的途徑，那么這將意味著大自然也有可能做到這一點，因為它擁有巨大的多樣化環(huán)境和億萬年的時間，甚至可能在宇宙中的許多地方，包括我們的家鄉(xiāng)銀河系，做到這一點。此外，如果我們能夠全面了解地球上生命起源可能涉及的一系列令人信服的事件、過程和環(huán)境條件，我們就可以更好地估計生命在其他行星或衛(wèi)星上自發(fā)出現(xiàn)的可能性或不可能性。因此，這些見解可以指導我們尋找地外生命。
從另一個方向思考，如果我們通過天文觀測發(fā)現(xiàn)地外生命是相對普遍的，那么這將大大增強我們的信念，即生命存在一條不可避免的地球化學演化路徑。反過來，這種信念將強烈激勵人們努力去發(fā)現(xiàn)正確的初始條件、種子材料、必要的能源和化學反應網(wǎng)絡，這些都是生命出現(xiàn)的先決條件。更廣泛地說，一方面徹查生命起源所涉及的問題，另一方面尋找地外生命，為從天文學、地質(zhì)學到化學和生物學等廣泛領(lǐng)域和學科的探索提供了獨特的機會。
這里還有另一個重要的問題需要考慮。我們知道，在許多領(lǐng)域和許多情形下，都適用所謂的零到一到無窮原理（ZOI）。也就是說，一個實體要么被完全禁止（0態(tài)）；如果不是，那么哪怕它再罕見也會有一個樣本存在（1態(tài)）；只要有一個樣本，我們就能夠期望有大量的樣本存在（無窮態(tài)）。因此，如果存在某種形式的完全獨立于地球上生命的地外生命（被稱為生命的第二起源），那么這將意味著（應用ZOI原理）可以合理地假設宇宙中幾乎有無限多的生命例證。
本書講述了科學界在這兩方面并行努力的有趣故事：一個的明確目標是在實驗室中找到從化學到生命的路徑，另一個的目標是發(fā)現(xiàn)地外生命。這些任務均隱含著合作和偶爾的競爭（誰會首先到達目標），但都非常引人入勝。它們在解決人類核心謎題——我們從哪里來？我們?yōu)槭裁丛谶@里？我們是孤獨的嗎？——的渴望中相輔相成。換句話說，冒著聽起來有點夸張的風險，這些追求的最終愿望實際上是要了解我們自身的起源和我們在這個廣袤、古老和復雜的宇宙中的位置。
生命——多么美好的概念
雖然這兩個問題——“生命是如何開始的？”和“有地外生命嗎？”——自古以來就讓人類著迷，但在有記錄的大部分歷史中，幾乎每個人都認為第一個問題的答案很簡單：“上帝創(chuàng)造了它。”事實上，在19世紀初之前，就連科學家也非常確信，生物體必然被賦予某種準神秘的“生命力”，因此才與無生命的物質(zhì)區(qū)分開來。另一方面，第二個問題引發(fā)了一場爭論，其源頭可以追溯到數(shù)千年前，人們對“多個有人居住的世界”的設想進行了大膽猜測。例如，早在公元前一世紀，羅馬的伊壁鳩魯派詩人提圖斯·盧克萊修斯·卡魯斯（Titus Lucretius Carus）就寫道：
那為什么你必須承認
在天空的其他區(qū)域存在其他的世界，
那里有不同部落的人和各種野獸。
在這場曠日持久的理論交鋒中，一個突出的里程碑是哥白尼的日心說模型，因為它不僅為地球在宇宙大格局中的意義提供了一個全新的視角，而且為其他類似地球的世界的存在提供了一種現(xiàn)實的框架，在這個框架內(nèi)，其他類似地球的世界至少是可以想象的。16世紀末，意大利多明我會修道士兼哲學家焦爾達諾·布魯諾（Giordano Bruno）對哥白尼的這些在當時很新穎的概念進行了擴展。他提出了一個著名的猜想：“在太空中，有無數(shù)的星座、太陽和行星；我們只看到太陽是因為它們發(fā)光；行星是看不見的，因為它們又小又暗。還有無數(shù)個地球圍繞著它們各自的太陽旋轉(zhuǎn)，它們既不比我們的地球更糟，也不比我們地球的等級低。”布魯諾富有遠見的想象力預見了近代科學，并使他進一步得出結(jié)論：“任何有理智的人都不會認為，比我們這個星球宏偉得多的天體上不會孕育出與我們?nèi)祟惖厍蛏系纳锵嗨粕踔粮鼉?yōu)越的生物。”不幸的是，由于布魯諾頑強捍衛(wèi)在當時被視為異端的其他非正統(tǒng)倫理和神學思想，他于1600年2月17日被羅馬宗教裁判所燒死。
在17世紀，其他人開始提出與宇宙多元主義有關(guān)的主張。著名科學家，如天文學家約翰內(nèi)斯·開普勒（Johannes Kepler）和克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens），以及其他有影響力的知識分子，如法國的科學作家貝爾納·勒博維耶·德·豐特內(nèi)勒（Bernard Le Bovier de Fontenelle），毫不猶豫地倡導地外生物的存在。在伽利略發(fā)現(xiàn)四顆圍繞木星運行的衛(wèi)星后，開普勒很快就推斷出：“結(jié)論很清楚。我們的月球是為地球上的我們而存在的，而不是為其他星球而存在的。這四顆小衛(wèi)星是為木星而不是為我們而存在的。反過來，每顆行星及其居住者都由自己的衛(wèi)星提供服務。從這一點出發(fā)，我們推斷出木星有人居住的可能性最大。”另一方面，伽利略本人對有人居住的多樣性世界持不可知論態(tài)度，他謹慎地說：“我既不應該肯定（其他行星上的生命），也不應該否認它，而是應該把決定權(quán)留給比我更聰明的人。”
伴隨著采取宇宙多元主義立場的聲音，也有人同樣強烈否認存在地外生命的說法。相反的觀點主要是因為，僅僅是其他星球上有居民的想法就可能對天主教會的某些教義產(chǎn)生令人不安的影響。反對者提出了一些教會難題，比如“如果其他星球上真的有人，他們也是亞當和夏娃的后裔嗎？”或者，“耶穌基督也是他們的救世主嗎？”
鑒于宗教思想在人類歷史的大部分時間里都有著巨大影響，毫不奇怪，對“生機論”的信仰和生命必然遍布宇宙的觀念最初更多地基于神學而非科學論據(jù)。生機論在很大程度上受到了對圣經(jīng)文本的字面解釋的啟發(fā)：“我主上帝用地上的灰塵造就了人，并向他的鼻孔里吐入生命的氣息；由此人成為了一個活的靈魂。”亞里士多德也堅持認為，靈魂是“有生命的身體的現(xiàn)實”。還是基于宗教信仰，一些19世紀的思想家堅持認為存在有人居住的地外世界，因為否則的話，巨大的浩瀚空間似乎是對造物主努力的巨大浪費。
在20世紀，哲學家和科學家在哲學上日漸成熟，并開始了無數(shù)次定義生命的嘗試。就連量子力學的創(chuàng)始人之一艾爾溫·薛定諤（Erwin Schrödinger）也在1944年出版了一本名為《生命是什么》（What Is Life?）的小書。這大大激發(fā)了人們對發(fā)現(xiàn)遺傳的化學基礎(chǔ)的熱情。然而，總的來說，定義生命的努力產(chǎn)生了幾乎和定義者一樣多的定義。分子生物物理學家愛德華·特里福諾夫（Edward Trifonov）從許多研究人員那里收集了關(guān)于生命的123個定義。在分析了他們的詞匯后，他于2011年提出了他認為是具有共識的提煉后的定義：“生命是有變異的自我復制。”盡管如此，美國國家航空航天局的天體生物學部門還是采用了一種早期的定義（盡管它與大多數(shù)其他定義一樣飽受爭議），即“生命是一個能夠進行達爾文進化的自持的化學系統(tǒng)。”而我們感興趣的并不是對生命的普適性定義。我們覺得，總的來說，關(guān)于“生命是什么”的討論在幫助我們理解生命起源方面并不是特別富有成效。而且它還使我們陷入了用一個詞來涵蓋多種不同現(xiàn)象所產(chǎn)生的混亂之中。相反，我們認為真正重要的是確定一種途徑，通過這種途徑，生物學可以擺脫年輕星球上的條件。到目前為止，我們只知道整個宇宙中生命的一個例子——地球上的生命。這一事實加劇了揭示這條難以捉摸的路徑的挑戰(zhàn)。原則上，其他地方的生命可能會采取我們無法識別甚至無法想象的形式。
為了取得進展，生物學家已經(jīng)確定了生命所需的一些基本要素，以及刻畫地球上每種生命形式必bei的（也是至關(guān)重要的）少數(shù)屬性。所需的成分是（1）為新陳代謝反應提供動力的能源，（2）可以促進這種（和其他）反應的液體溶劑，以及（3）產(chǎn)生生物質(zhì)所需的營養(yǎng)物質(zhì)。
地球上的生命的特征如下：（i）生命由細胞組成，（ii）它可以進行新陳代謝（也就是說，它可以從環(huán)境中獲取能量和物質(zhì)，并將其用于生長和繁殖），（iii）它利用催化劑來協(xié)助和加速化學反應，以及（iv）它包含一個信息系統(tǒng)。最后一個特性意味著生命可以復制自己的特征，并且可以經(jīng)歷達爾文進化——它有用于操作的化學指令，以及可以代代相傳的信息。簡言之，我們所知道的生命需要以某種方式無縫整合四個子系統(tǒng)，即區(qū)隔化（細胞）、新陳代謝、催化和遺傳。
盡管所有研究生命起源的研究人員都同意地球上所有生物都有這些特征，但幾十年來，這些研究人員一直不同意，甚至激烈爭論這些特征中的某一項是最基本的，如果有，是哪一個。具體來說，為了讓生命出現(xiàn)，地球上必須首先出現(xiàn)哪一項特征？正如我們很快將看到的那樣，這一特殊的混亂狀態(tài)似乎在過去二十年中以某種意想不到的方式得到了解決。
宇宙生命起源 作者簡介
馬里奧·利維奧（Mario Livio），哈勃太空望遠鏡科學研究所前天體物理學家，美國科學促進會會員，已出版作品包括《最后的數(shù)學問題》《伽利略傳》《φ的故事：解讀黃金比例》《好奇心的秘密》。 杰克·紹斯塔克（Jack Szostak），芝加哥大學化學系教授，2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者，美國國家科學院院士，美國藝術(shù)與科學院院士，紐約科學院院士。 王文浩，清華大學工程物理系高級工程師，專業(yè)方向聚變與等離子體物理，近年主要從事科普作品翻譯，譯有貝爾納的《科學的社會功能》、維納的《控制論》等。
書友推薦
- >
經(jīng)典常談
- >
山海經(jīng)
- >
羅庸西南聯(lián)大授課錄
- >
唐代進士錄
- >
二體千字文
- >
大紅狗在馬戲團-大紅狗克里弗-助人
- >
龍榆生：詞曲概論/大家小書
- >
人文閱讀與收藏·良友文學叢書:一天的工作
本類暢銷
