生命的诞生、发展与进化受到多重因素、环境条件的限制和影响，人类以及其他生命形式诞生于地球到底是一种偶然，还是一种必然？在其他星球上，是否能够形成与人类及其他地球生物相提并论的生命形式？如果在遥远的星球真的存在生命，那种生命与地球上的生命有什么联系和共同点吗？ 我们目前还没有在除地球之外的任何星球发现过生命，天体物理学也是一个较为新兴的学科。但是通过思考地球之外的生命是否会遵循与地球相同的演化路径，是否会采取与地球生命不一样的结构和形态，天体生物学研究也为思考地球生命背后的普遍原理提供了启迪。 生命表面上千变万化，但实际上共同之处颇多，这些共同之处都是由背后的物理学定律决定的。生命的遗传密码DNA、构成生命的基本元素碳以及生命中不可缺少的水都具有不可替代性。生命的产生似乎并不是偶然，它遵循必要的物理学原理，而这些原理具有普适性。生命既受制于这些古板而冷冰冰的物理学原理，又有其与生俱来的活力和多样性，这两个方面相辅相成，既让生命既焕发出活力与生机，又使其在有限的范围内繁衍，保持稳定性，从而实现了生命的长久发展。
编辑推荐
遥远的恒星与地球上的生命有联系吗？宇宙中的天体和生物有关系吗？如果在地球之外确实存在生命，它们的形式与我们地球上的生命形式会是一样的吗？本书将试图回答这些问题。 地球上的所有生物都受到统一 定律的影响，并且即便其他星球也存在生命，其构成原理也将与我们大同小异。天体生物学的前沿研究将告诉我们未知生命的可能组成与基础构造，为你揭开我们知晓和不知晓的未来。 英国皇家学会前会长马丁•里斯勋爵、《大图景》作者肖恩•卡罗尔、《50亿年的孤寂》李•比林斯、慕尼黑大学进化生物学教授安德烈亚斯•瓦格纳等联袂推荐|《书单》《柯克斯书评》好评推荐。
目录
封面
版权页
文前
前言
第1章 生命的无声指挥官
第2章 蚂蚁的组织性
第3章 瓢虫与物理学
第4章 鼹鼠的趋同演化
第5章 被包裹起来的生命
第6章 生命的极限
第7章 生命的编码
第8章 三明治与含硫化合物
第9章 生命的基本溶剂——水
第10章 不可取代的碳原子
第11章 寻找外星生命之路
第12章 生物演化与物理学的统一
致谢
版权页
文前
前言
第1章 生命的无声指挥官
第2章 蚂蚁的组织性
第3章 瓢虫与物理学
第4章 鼹鼠的趋同演化
第5章 被包裹起来的生命
第6章 生命的极限
第7章 生命的编码
第8章 三明治与含硫化合物
第9章 生命的基本溶剂——水
第10章 不可取代的碳原子
第11章 寻找外星生命之路
第12章 生物演化与物理学的统一
致谢
前言
在传统领域的交叉地带，一些最令人着迷的问题仍然只有模糊的科学答案。这些学科本来不存在，它们只是人类后来划分出的概念。从知识管理的角度而言，将科学问题分门别类地划入不同的学科领域是有益的，但这种行为有时也会适得其反。宇宙中的不受控过程无法与这些整齐的分类一一对应。宇宙就是宇宙，只有文明才可以对它提出质疑。
本书试图去理解横跨生物界及非生物界的不同科学领域，探索物理学和演化[1]生物学之间不可分割的联系。这些联系反映出：生命只是宇宙中存在的许多有趣而独特的物质类型中的一种可以进行复制和演化的形式。
读者首先应明白，这本书并不是徒劳地想要证明演化是一种完全可预测的物理学产物。历史巧合和机遇确实从中发挥了作用，这一点是无可争辩的。我们从地球上发生的大型演化实验中观察到的大量细节与繁多形式正是由此而诞生的。如果去印度尼西亚的龙目岛和巴厘岛旅行，你会发现尽管这两座岛在规模和位置上非常相似，而且仅仅相距35千米，但岛上的动物群却截然不同。两座岛上的生命以华莱士线（Wallace Line）为界各自演化而来，这条无形的华莱士线穿过龙目岛海峡的深水，将巴厘岛置于东南亚独特演化旅程的历史轨迹中。巴厘岛的森林中回荡着亚洲啄木鸟和巨嘴鸟的声音，然而坐落于澳大拉西亚[2]演化树范围内的龙目岛却充斥着凤头鹦鹉和食蜜鸟的尖锐叫声。但是，这场混乱的演化实验背后仍然存在着不可动摇的物理学原理。我在这本书中所讨论的正是这些原理，从亚原子尺度到种群规模，它们越来越能解释生物学的方方面面，而人们此前一直认为这些生物学现象只是不可预测的偶然历史结果。
生命的哪些特征是由物理学定律决定的，又有哪些特征只是由掷色子般的偶然事件决定的呢？在提及生命及其演化时，这仍然是最突出且最有趣的谜题之一。我并不打算对这个问题做出明确的答复，我相信现在也没人能回答这样的问题。不过，我确实想要向读者深入阐释在生命结构的各个层次都起到引导作用的物理学原则，以及这些不断扩充的知识体系是如何证明生命根植于塑造宇宙万物的基本定律的，这可能要比粗略地瞥一眼地球上的动物群落有用得多。
从这种生命观中得出的结论，有些人可能会觉得发人深省，有些人可能会觉得毛骨悚然，还有一些人或许会感到振奋与欣慰。对于那些和我一样对地球生命着迷的人来说，我们越来越能确定，地球生物看似极为丰富多样，但背后都遵循着适用于所有物质的简单原则。喜欢猜测其他星球上的生命（如果确实存在的话）的人可能会得出这样一个结论：外星生命的所有结构层次，看起来可能都与我们所熟知的地球生命出奇地相似。
人类的古老传统认为生命与无生命物质是泾渭分明的，因此我们总是担心，把人类及其他生命交付给决定宇宙中大多数物质命运的平淡乏味的物理学是一件危险的事情。然而，如果我们将这种传统观念抛诸脑后，我们可能会发现这种担心是毫无事实根据的。相反，进化论和物理学的统一丰富了我们的生命观，我们学会了从掌控与限制生命形式的简单规则中欣赏非凡之美。
本书试图去理解横跨生物界及非生物界的不同科学领域，探索物理学和演化[1]生物学之间不可分割的联系。这些联系反映出：生命只是宇宙中存在的许多有趣而独特的物质类型中的一种可以进行复制和演化的形式。
读者首先应明白，这本书并不是徒劳地想要证明演化是一种完全可预测的物理学产物。历史巧合和机遇确实从中发挥了作用，这一点是无可争辩的。我们从地球上发生的大型演化实验中观察到的大量细节与繁多形式正是由此而诞生的。如果去印度尼西亚的龙目岛和巴厘岛旅行，你会发现尽管这两座岛在规模和位置上非常相似，而且仅仅相距35千米，但岛上的动物群却截然不同。两座岛上的生命以华莱士线（Wallace Line）为界各自演化而来，这条无形的华莱士线穿过龙目岛海峡的深水，将巴厘岛置于东南亚独特演化旅程的历史轨迹中。巴厘岛的森林中回荡着亚洲啄木鸟和巨嘴鸟的声音，然而坐落于澳大拉西亚[2]演化树范围内的龙目岛却充斥着凤头鹦鹉和食蜜鸟的尖锐叫声。但是，这场混乱的演化实验背后仍然存在着不可动摇的物理学原理。我在这本书中所讨论的正是这些原理，从亚原子尺度到种群规模，它们越来越能解释生物学的方方面面，而人们此前一直认为这些生物学现象只是不可预测的偶然历史结果。
生命的哪些特征是由物理学定律决定的，又有哪些特征只是由掷色子般的偶然事件决定的呢？在提及生命及其演化时，这仍然是最突出且最有趣的谜题之一。我并不打算对这个问题做出明确的答复，我相信现在也没人能回答这样的问题。不过，我确实想要向读者深入阐释在生命结构的各个层次都起到引导作用的物理学原则，以及这些不断扩充的知识体系是如何证明生命根植于塑造宇宙万物的基本定律的，这可能要比粗略地瞥一眼地球上的动物群落有用得多。
从这种生命观中得出的结论，有些人可能会觉得发人深省，有些人可能会觉得毛骨悚然，还有一些人或许会感到振奋与欣慰。对于那些和我一样对地球生命着迷的人来说，我们越来越能确定，地球生物看似极为丰富多样，但背后都遵循着适用于所有物质的简单原则。喜欢猜测其他星球上的生命（如果确实存在的话）的人可能会得出这样一个结论：外星生命的所有结构层次，看起来可能都与我们所熟知的地球生命出奇地相似。
人类的古老传统认为生命与无生命物质是泾渭分明的，因此我们总是担心，把人类及其他生命交付给决定宇宙中大多数物质命运的平淡乏味的物理学是一件危险的事情。然而，如果我们将这种传统观念抛诸脑后，我们可能会发现这种担心是毫无事实根据的。相反，进化论和物理学的统一丰富了我们的生命观，我们学会了从掌控与限制生命形式的简单规则中欣赏非凡之美。
精彩书摘
只要在爱丁堡的梅多斯公园里走一走，大多数人都会确信地球上的生命简直是这个平淡无奇的世界里最独特的存在。成荫的绿树在风中沙沙作响；鸟儿在空中盘旋，古人震惊于这些比空气重的飞行机器是如此灵敏；地上有各种动物爬来爬去，小小的瓢虫落在游客的身上，宠物狗则在草地上追逐跳跃。
眼前的这幅景象让我不禁想起用最好的望远镜才能看到的天鹅绒般的黑色太空。星系发生碰撞，形成天体物理学尺度的暴力事件，而这些早已死去的星系所散发出的光芒几乎畅通无阻地穿越数十亿年的虚无，最终被我们采集成画面。在这个无限的巨大真空中，偶尔产生了一些恒星，它们的周围最终形成了行星。而在这样一颗行星上，游客们正在城堡外的草地上拍打着苍蝇。太阳不过是一颗在周围的稀薄空间里聚集了融合气体的球体，地球不过是它旁边的一颗行星，而地球上的拉布拉多犬却复杂到能够做出各种跳跃和奔跑动作。一边是掌管着星体旋转的简单物理学定律，一边是复杂的生命现象，还有什么比二者间的对比更加强烈的吗？
眼前的这幅景象让我不禁想起用最好的望远镜才能看到的天鹅绒般的黑色太空。星系发生碰撞，形成天体物理学尺度的暴力事件，而这些早已死去的星系所散发出的光芒几乎畅通无阻地穿越数十亿年的虚无，最终被我们采集成画面。在这个无限的巨大真空中，偶尔产生了一些恒星，它们的周围最终形成了行星。而在这样一颗行星上，游客们正在城堡外的草地上拍打着苍蝇。太阳不过是一颗在周围的稀薄空间里聚集了融合气体的球体，地球不过是它旁边的一颗行星，而地球上的拉布拉多犬却复杂到能够做出各种跳跃和奔跑动作。一边是掌管着星体旋转的简单物理学定律，一边是复杂的生命现象，还有什么比二者间的对比更加强烈的吗？
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