pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 版权信息 书名：生命是什么 作者：王立铭 ISBN：978-7-115-49563-1 本书由北京图灵文化发展有限公司发行数字版。版权所有，侵权必 究。 您购买的图灵电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制 和传播本书内容。 我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。 如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐 号等维权措施，并可能追究法律责任。 091507240605ToBeReplacedWithUserId pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 推荐序一 推荐序二 推荐序三 推荐语 前言 我们的过去：生命的无奈 我们的未来：生命的主人 用生物学思维理解生命 序曲　地球人和外星人 第 1 章　生命是什么：从灵魂论到物理学 三种灵魂 活力论的兴衰 烧瓶里的原始地球 生命是什么 第 2 章　能量：生命大厦建筑师 从砖头瓦块到生命大厦 以负熵为生 化学渗透：生命的微型水电站 生命来自热泉口 第 3 章　自我复制：基业长青的秘密 思想实验中的生命演化史 不是鸡不是蛋，既是鸡又是蛋 RNA世界 第 4 章　细胞膜：分离之墙 生命的外壳 看见分离之墙 第一个细胞是怎么来的？ 第 5 章　分工：伟大的分道扬镳 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 吃还是被吃？ 分工：希望和代价 从细胞分工到君临地球 第 6 章　感觉：世界的模样 上帝说：“要有光！” 从“要有光”到“我看见了” 从信号到信息，从视觉到全部世界 第 7 章　学习和记忆：应对多变世界 刺激-反射：一个极简主义者的大脑 单身派对定律 20纳米 聪明老鼠 假如记忆可以移植 第 8 章　社交：从乌合之众到伟大社会 小细菌的大社会 团结就是力量 性别的出现和复杂社交 求偶社交：对面的女孩看过来 语言：伟大社会的基础 第 9 章　自我意识：我是谁 镜子里的自己 我思故我在 镜像神经元和人工智能的自我意识 “我”到底是什么？ 第 10 章　自由意志：最重要的幻觉 自由意志：确实有，还是最好有？ 本能不自由 人类心智：白板还是蓝图 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 在下定决心的一刻，选择早已做出？ 哪怕自由意志不存在，我们还是我们 尾声　关于生命，我们知道的和我们不知道的 后记 参考文献 图片来源 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 本书献给我亲爱的妻子沈玥。 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 推荐序一 2016 年雨果奖得主、《北京折叠》作者　郝景芳 　 我对生命问题一直有着强烈的好奇和兴趣。 本科学的是物理，因而一直被生命问题所困扰：在完备的物理规律世界 中，生命到底是如何产生的？物理大厦之美，让所有学生心醉神迷，然 而按照物理大厦四大力学，全宇宙都是遵照力和场的规律建构出来的， 从条件推导结局。那么问题就来了：在这样的物理大厦中，生命是如何 产生的？生命是完全遵照物理定律生成的吗？生命也可以从条件直接推 导出结局吗？ 这些问题，是人类世界的本质问题。它们一点都不新，甚至是人类几个 最古老的问题。从远古人类刚刚诞生文明智慧的时候，就有思想者不断 询问：丰富多变智慧的生命，是如何从冷冰冰的自然界中产生的？ 这个问题驱动着神话、宗教、哲学和科学的发展。生命显然是某种不可 思议的神奇现象，而为了解释这种不可思议，人类创造了上帝，创造了 女娲，创造了宇宙中不灭轮回的灵魂，也创造出了现代基因科学。 而即便如此，几千年过去，人类仍然没能完全解释生命问题。 从一方面讲，从 17 世纪开始盛行的机械决定论声称：没什么神奇的， 一切都是物理，我们能算出太阳星辰和齿轮杠杆，早晚有一天我们也能 算出生命密码。然而三百多年过去，我们仍然不能从物理定律里算出生 命的发展历程。从另一方面讲，我们人类在茫茫宇宙中，至今还没找到 其他生命证据。哪怕从理论上讲，在同样的物理条件下，生命应该在宇 宙中绽放开花无数次了，但我们仍然没听到任何来自宇宙的声音。 这意味着什么呢？很有可能，即使生命的密码完全能从物理定律中计算 推导而出，也是某种非常难以理解的小概率事件。生命涌现于物理化 学，但生命不等于物理化学。生命大厦完全由原子、分子砖头组建而 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 成，然而搭砖头的方式仍然超出人的理解范围。 立铭这本书，写出了生命多个层面的神奇之处。他按照生命的发生顺 序，清清楚楚地写出了几个层面的谜题。 首先是生命的材料。在宇宙的电闪雷鸣中，制造小小的氨基酸并不难， 但是最初的氨基酸如何组装成由几百万个原子组成、功能复杂的巨型蛋 白质分子和 DNA，仍然是充满神秘的事。 然后他讲出生命生成中最难的一环：秩序生成。化学反应总是趋向于均 衡态，热力系统总是趋向于无秩序，而生物恰恰起始于非均衡态和秩序 的生成。秩序是如何从无秩序中自发出现的？如果说自我复制的分子是 一切的关键，那么第一个自我复制的分子又是怎么生成的？ 之后他又讲了生命中匪夷所思的地方：即便吸收能量的蛋白质、自我复 制的核酸和完整的细胞膜都可以产生，但这些东西是怎样神奇般地组装 到一起的？把一大把零件扔在地上，它们是不会凑到一起变成汽车的， 那么生命的部件又是怎样合成的？ 最后，即使是细胞和生命机体真的克服了这一系列深渊困境，也仍然难 以解决最困难的科学问题：所有这些由原子分子组成的蛋白质和核酸， 凑到一起之后，怎么就神奇地产生了我们人类的感觉、意识和智慧？我 们已经能在工厂里造出更复杂的原子、分子机器，但是它们为什么只是 被动的机器，而不是智慧生命？ 所有这些问题，都扣人心弦。一层层展开，如探秘小说不断逼近结局， 让人欲罢不能。从微观世界到大脑中的宇宙，书里抛出一个又一个大问 题，在追寻答案的过程中，一重答案又引出另一重问题，逻辑清楚又充 满悬念，人类的生命科学史就在讲述中壮丽展开。 我很喜欢立铭的文笔，科学理性，但又充满个性化的思考，带着温暖的 智者之光。他对分子生物学和遗传进化的学识积累非常深厚，科学实验 和故事信手拈来。而更难得的是，他对人类的哲学历程也理解得十分透 彻，在不多的篇幅中，把自古哲人对于生命和人类意识的争论，写得深 入浅出，引人思考。 所有的这些书写，都是为了引起我们对生命的反思。我们生于幸运，幸 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 存于幸运，在一系列不同寻常的小概率事件和大浪淘沙般的消亡中，我 们作为一种结构复杂的多细胞智慧生命，竟然从无中生有，并幸存至 今，不能不说是一件神奇的事。人类对生命研究越多，就越会发现我们 生命的神秘。在珍惜得来不易的命运之外，我们更应敬畏宇宙自然的神 奇宽广和无限可能。 愿你享受这段阅读之旅！ pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 推荐序二 北京大学讲席教授　饶毅 　 这是一本让普通读者理解我们到底是谁、从何而来、将向何处去的好 书。 本书从演化的视角透视生命的本质，将人类在演化历史中的角色比喻 成“看客”和“产品”，随着现代科学技术的发展，我们将逐渐从被动变为 主动，操起“上帝的手术刀”，改变演化方向，取代自然选择。 为了让一般的读者了解复杂的生物科学，作者从科学家在外太空探索生 命的尝试引入，再回归到地球生命本身，通过科学史的叙事方式带领读 者探讨生命的起源和驱动力。 在书中，作者将生命的驱动力分为物质、能量、自我复制、细胞、细胞 间的分工五大元素，将生命的智慧分为感觉、学习、社交、自我意识和 自由意志五大元素，以唯物论和还原论的哲学思维，生动地展现了生命 史是与环境永不停息的奋斗史，始终体现着“物竞天择，适者生存”的演 化规律。 为了应对环境“永恒的变化”，分工与合作体现在方方面面。在生命起源 初期，某些分子身兼数职，例如最初的 ATP 合成酶兼具制造能量和运 输物质的功能，RNA 性质的“核酶”兼具 DNA 和蛋白质的作用。在细胞 膜为生命与外界建立起“分离之墙”后，逐渐地，细胞内有了细胞器分 工，个体内有了组织间分工，生命有了性别分化和群体分工……这些无 不体现了生命以留下后代为目的的分工互利。而语言作为信息交流共享 的基础，本质上也是社会分工精细化、利己利他利群体的产物。 在环境的压迫和驱使下，生命逐渐演化出了感觉系统，拥有了和地球环 境交流互动的本钱。生命从被动演化一步步走向主动选择：从黑暗到感 光，从刺激 - 反射引起的被动、无记忆、简单的膝跳反射，到“巴甫洛 夫的狗”的学习记忆和经验；从个别物种获得的自我意识，到对自由意 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 志是否存在的探讨…… 作者以物质为基础，以实验为依据，将这些与认知相关的重要事件和科 学发现通过关键的例子展示给大家，让读者通过追寻智慧的思绪和案 例，展开一场思想旅行，从中收获生物学思维方式，用生物演化的视角 重新理解生命。另外，书中的案例都来自原始的研究论文，严格遵循科 学研究的规范，并附有相关的参考文献，方便读者有据可查。 为了帮助读者理解，书中使用了大量生动的比喻。例如将生命比喻 为“大厦”，将能量比喻为“生命大厦建筑师”，将能量差比喻为“水坝”； 在起源的先后问题上，多次用“鸡”和“蛋”做比喻；把需要能量而秩序化 的生命比喻为“以负熵为生”；在分析自我复制时，将“中心法则”中的 RNA 比喻为“二郎神的第三只眼睛”；将记忆的赫布定律形象地比喻 为“单身派对定律”。这大大提高了本书的趣味性和可读性。 本书与薛定谔的经典著作《生命是什么》同名，希望读者能在现代科学 技术发展的背景下，真正地理解生命究竟是什么。 pdf资源网 http://pdf.018zy.com 爱书网 http://www.aibook01.com 推荐序三 德国癌症研究中心终身研究员　刘海坤 　 王立铭是科普界的明星，也是国内少有的可以在科普与科研间自由切换 的优秀青年科学家。 我之前读过立铭的两本精彩大作（《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代 谢病的科学传