【新书】《信息、生命与物理学》:关于“生命是什么”的全新解答

文摘   科学   2024-07-23 17:59   北京  


信息、生命与物理学

The Demon in the Machine

How hidden webs of information are solving the mystery of life

关于“生命是什么?”的全新解答

弥合生物学与物理学间的鸿沟

补齐生命议题缺失的重要拼图


基本信息

作者:[英] 保罗·戴维斯(Paul Davies)
译者:王培
定价:79.00元
上市日期:2024年7月

出版品牌:中信出版·鹦鹉螺

页数:296  
成品尺寸:155mm×230 mm(16开) 
装帧:平装             

关键词:生命机制,生命起源,量子力学,信息论,基因,细胞,表观遗传学,生物物理学,演化,癌症,意识,地外生命;交叉学科,前沿进展


编辑推荐

大开眼界的跨学科前沿探索之旅

弥合生物学与物理学之间的巨大鸿沟,融合生物学、物理学、计算科学、认知科学等领域热点研究,探讨信息引擎、生物电路、量子计算机、癌症基因、表观遗传学、地外生命……聚焦前沿成果。

对经典科学问题的全新回答

纳入近80年来的海量科学发现,重新阐释“生命是什么”这一宏大议题,运用全新的信息论视角,解读生命秩序的隐秘动力,

一本关于生命的过去、现在和未来的深度好书

聚焦生命版《规模》,展现因尺度不同而涌现的生命巨变,剖析复杂世界的内在逻辑,展开对人类乃至地球生命未来的前瞻性思考,启迪思想、提升智识,拓展思维边界


目 录

III/ 前言

001 / 第1章 生命是什么?
029 / 第2章 走近麦克斯韦妖
077 / 第3章 生命的逻辑
127 / 第4章 达尔文学说2.0
169 / 第5章 鬼魅般的量子和生命
197 / 第6章 生命的起源
221 / 第7章 机器中的幽灵
251 / 结语
263 / 延伸阅读
269 / 注释
281 / 索引


书 

【题词页】

人们一直很好奇……想要更清楚地知道,同样的物质何以能在物理和化学上呈现出有序、可复制、相对简单的属性;而一旦被拉入生物体的轨道,它又何以能用最令人惊讶的方式组织自身。一个人越是仔细观察生物体中这些物质的表现,就越是会对它们的行为印象深刻。哪怕是最微不足道的活细胞,也是一个不可思议的迷箱,里面装满了精巧的、处于变化中的分子……

  —— 马克斯·德尔布吕克,《康涅狄格艺术与科学学院学报》,38卷,第173—190页(1949年12月)


前言(节选)

已经有很多书探讨过生命能做什么了,但本书想要探讨生命是什么。是什么创造了生物?是什么使得生物能够做出如此令人惊讶的事情,而这些事情是非生物做不了的?生物与非生物的区别来自哪里?哪怕一个低级的细菌也能完成如此美妙、如此神奇的事情,却没有任何一位工程师能够制造出与生物相媲美的东西。这些问题让我十分着迷。生命看上去就像一种魔法,它的秘密隐藏在令人费解的复杂性之中。过去几十年来,生物学取得的巨大进展只不过强化了这种神秘感。是什么让生物产生了神秘的魅力,既非凡又独特,完全不同于其他物理系统?所有这些独特性最早来自哪里?

我们可以提出很多类似的问题,它们也是非常重要的问题。在我的职业生涯中,我常常痴迷于这些问题。我不是生物学家,而是一名物理学家和宇宙学家,所以,处理这些重要问题时我将避开大多数技术细节,主要关注基本原理。这就是我将在本书中做的事情。我会专注于真正重要的难题和概念,以试图回答那个非常重要的问题:生命是什么?我绝不是第一个提出这一问题的物理学家。距离伟大的量子物理学家埃尔温·薛定谔发表著名的系列演讲《生命是什么?》已经过去了三代人的时间,我将以此作为出发点。在这些演讲中,薛定谔提出了一个达尔文回避的问题。然而,我认为我们现在正处于回答这个问题的临界点上,相关的答案将会引领一个全新的科学时代。
如果不引入全新的基本概念,物理学与生物学之间的巨大鸿沟——原子和分子领域与生物体领域之间的鸿沟——就将无法弥合。生物体有其目标和使命,这是几十亿年来演化的产物,而原子和分子只盲目遵从物理规律。但是,生物体必定是以某种方式从原子和分子中产生的。尽管科学界已经广泛接受“我们需要将生命重构为一种物理现象”这一观点,但事实证明,科学家还是常常低估了全面理解生命起源和生命本质的难度。
试图寻找非生命与生命之间存在的“缺失的连接”,并在单一理论框架下将两者连接起来的研究,已经产生了一个全新的交叉科学领域,它融合了生物学、物理学、计算机科学和数学。该领域不仅旨在对生命做出终极解释,还希望开启新的应用场景,为纳米技术带来变革,并引导医学研究取得巨大进步。这一变革背后的统一概念就是信息。它不是指日常意义上的信息,而是一种类似于能量的抽象概念,能让物质形成生命。从字面上理解,信息流模式可以表现出它们自己的生命特征,比如,在细胞间穿梭翻涌,在大脑中飞旋,在生态系统和社会中交互并呈现出它们自己的系统动力学机制。正是在这种丰富又复杂的信息流动过程中,行为主体的概念产生了, 这一概念与意识、自由意志和其他令人困惑的难题有关。生物系统正是通过将信息整合成有序模式的方式,在分子领域的混沌中形成了生命的独特秩序。

……

更多精彩内容等待您去发掘



沙发科学
这是中信出版集团·鹦鹉螺(原科普工作室)的会客厅。在这里我们会不定期为您奉上新鲜的书讯,送达酷炫的科学快递。欢迎躺在我们的沙发上尽情读科学!