生命:进化生物学、遗传学、人类学和环境科学的黎明pdf下载

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简介:生命:进化生物学、遗传学、人类学和环境科学的黎明
出版社:浙江人民出版社
出版时间:2017-07-01
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内容介绍

编辑推荐

  每年1次,世界上zui聪明的网站Edge,让100位伟大的头脑坐在同一张桌子旁,共同解答关乎人类命运的同1个大问题,为你开启一场智识的探险,一次思想的旅行!
  带你认识当今世界顶jian的科学家和思想家,了解这些“精英头脑”一年一度的思维大爆炸;
  洞悉zui复杂、zui聪明的头脑正在思考的“大问题”,从而开启你的脑力激荡;
  直达物理宇宙、生命科学、人工智能、网络趋势、认知神经和心理学等领域的前沿,让你与世界ding级头脑保持同步运转!
  财讯传媒集团首席战略官段永朝、北京大学新闻与传播学院教授胡泳、驭势科技(北京)有限公司联合创始人兼CEO吴甘沙、电子科技大学教授周涛、中国科学院国家天文台研究员授苟利军、丁香园创始人李天天、财新传媒主编王烁、清华大学社会科学学院教授刘兵、复旦大学经济学助理教授兰小欢、2016年雨果奖获得者郝景芳联袂推荐!
  《全球概览》创始人斯图尔特 布兰德、“虚拟现实之父”杰伦 拉尼尔、《纽约时报》《卫报》《华尔街日报》《大西洋月刊》集体盛赞!
  湛庐文化出品。
内容简介
  生命是什么?这本书集合了世界ding尖的生物学家、遗传学家和进化理论家来思考这个问题,众多“科学明星”同台辩论,在唇枪舌剑中开启生命科学的未来。
  本书演讲者包括:奇点大学校长雷·库兹韦尔、进化生物学家理查德·道金斯、社会生物学奠基人爱德华·威尔逊、人造生命之父克雷格·文特尔,以及世界ding级物理学家和数学家弗里曼·戴森等。
  从生命的起源到进化之美、从破解DNA密码到构建超级有机体、从生物技术带来的希望到致命病毒的未知威胁,本书回顾了人类在生命历程中走过的路,也展望了我们未来的方向。
作者简介
  约翰·布罗克曼
  美国著名的文化推动者、出版人,“第三种文化”领军人。
  “世界上zui聪明的网站”(《卫报》赞誉)Edge的创始人。
  他旗下汇集了一大批世界顶jian的科学家和思想家,每年就同一话题进行跨学科讨论。
目录
版权信息
各方赞誉
总序
前言
01 EVOLVABILITY 可进化性
02 GENOMIC IMPRINTING 基因组的印记
03 A FULL-FORCE STORM WITH GALE WINDS BLOWING 生物学的大风暴
04 WHAT EVOLUTION IS 进化是什么?
05 GENETICS PLUS TIME 基因加时间
06 A UNITED BIOLOGY 一门整合的生物学
07 IS LIFE ANALOG OR DIGITAL? 生命是模拟的还是数据的?
08 LIFE:WHAT A CONCEPT! 生命:这是怎样一个概念啊!
09 THE GENE-CENTRIC VIEW:A CONVERSATION 以基因为中心的一次对话
10 THE NATURE OF NORMAL HUMAN VARIETY 我们都是变异体
11 BRAINS PLUS BRAWN 脑力加体力
12 MAPPING THE NEANDERTHAL GENOME 绘制尼安德特人的基因组
13 ON BIOCOMPUTATION 生物计算
14 ENGINEERING BIOLOGY 生物工程
15 EAT ME BEFORE I EAT YOU:A NEW FOE FOR BAD BUGS 在我吃了你之前吃了我
16 DUCK SEX AND AESTHETIC EVOLUTION 性选择与审美进化
17 TOXO 弓形虫与神经生物学
18 THE ADJACENT POSSIBLE 相邻可能
译者后记
媒体评论
  脑力加体力
  丹尼尔 利伯曼(Daniel Lieberman)
  哈佛大学人类进化生物学教授,人类进化生物学系主任。著有《人体的故事》。


  我一直在思考一个问题,人类进化是否就是头脑战胜身体的故事?我研究人体的进化,研究人体现状的机制与原因,而且对于人体的首尾两端,我也研究了很多。我对脚和赤足跑的问题,以及我们双脚的运作问题很感兴趣,而且,关于我们头脑运作的机制和原理,我也思索了很多,写了很多文章。我对头和脚研究得越多,我就越意识到,处于中间的部分也很重要,我们有一种奇怪的想法,即认为人类的进化主要是一个关于头脑、智能、技术超过四肢的故事,这就要追溯到神话学了。
  想想古希腊的神话故事,比如普罗米修斯和厄庇米修斯(Epimetheus)的神话。厄庇米修斯这个名字本身的意思就是“后知后觉”,他是一位泰坦神,他把所有的天赋都赠予了动物,但是唯独没有赠予人类任何天赋。可怜的人类没有获得尖牙利爪,没有获得速度和力量,普罗米修斯心生怜悯,所以他赠予了人类火。他也因此受到了其他天神的折磨。我想,人类实质上是一种弱势生物这个观念,已经根深蒂固了,并缠绕在我们对自身身体的大量认知方式里。
  另一个很好的例子应该就是“皮尔当人骗局”(Piltdown hoax)。伪造的皮尔当人化石是在20世纪早期被发现的,就在英格兰南部的一个砂石坑里。这个化石包含着一块现代的人体颅骨,还被弄得很脏,令其看起来很古老,而且还包含一块猩猩的下颚,其中的牙齿已经磨平破损了。所有这些连同一捆伪造的石头工具被扔进了一个砂石坑里。这也正是那个时代(维多利亚时代或爱德华七世时代)的科学家所寻找的,因为这个化石有着一个猿猴一样的面庞和一个大大的人类大脑,而且它是在英格兰进化出来的,这当然对那个时代的人很有意义。这也印证了解剖学家和埃及学家格夫拉顿 埃利奥特 史密斯(Grafton ElliotSmith)那个时候所流行的观念,即认为头脑引领着人类进化的方向,因为,如果你思考,是什么让我们与其他生物不同的话,人们通常认为,就是我们的头脑所造就的不同。我们拥有硕大的、极好的头脑,使我们能够创造铁路、所得税、保险公司,以及所有其他奇妙的发明,从而创造出工业革命。
  事实证明“皮尔当人”就是一个骗局,而且“头脑在人类进化早期就变大了”这种观念也是不正确的。我们现在知道,人类和黑猩猩大约在六七百万年前分流,zui早的人族与人类的关系比黑猩猩更加紧密,实际上他们只拥有很小的头脑。事实上,早期的南方古猿,比如露西,也只拥有相当小的头脑。甚至人属的早期成员头脑也都较小。
  工具大约zui早出现在260万年前,那些发明工具的人只比南方古猿拥有略微大一点的头脑而已。但如果你析取体型的影响因数(脑化指数,Encephalizationquotient,EQ),就是脑重与体重的比值,再根据一个哺乳动物的体重所预期的脑重与实际脑重进行对比,其实人的脑化指数并没有比黑猩猩或早期南方古猿高出多少。说得更清楚一点,如果脑化指数为1,也就是说实际的脑重正好等于根据体重所预期的脑重。黑猩猩的脑化指数是2.1,而人类的脑化指数大约是5.1。南方古猿的脑化指数大约为2.5,人属zui早的成员脑化指数在3.0~3.3之间。它们的头脑只比黑猩猩大一点点而已,并没有大太多,直到人属经历过漫长的进化之后,头脑才开始变得越来越大。所以,脑重的增加并没有发生在人类进化的早期,实际上,直到狩猎与采集发明之后才开始发生,直到烹饪和其他各种技术性发明给予了我们必要的能量,我们才拥有了更大的大脑。
  使大脑正常运作的代价确实不菲。此时此刻,仅只是坐在这里,尽管我除了讲话没做别的,我的大脑消耗的热量就占据我20%~25%的静息代谢率。这耗费了很多热量,为了供给这个热量,我每天需要摄入大量的卡路里,也许每天要摄入600卡路里。但如果回到旧石器时代,获得这么多的热量是很难的。所以,人类发展到拥有一个1400立方厘米的头脑,并不是一件很久远的事件,而且代价很高。接下来的问题就是,我们的大脑是什么时候开始变得如此重要,以至于我们认为脑重和智能比起我们的躯体更加重要?我所主张的观点是,“从来没有”,至少直到工业革命,大脑才开始变得更加重要。
  为什么我们的大脑变得相对来说如此之大?有很多显而易见的理由。其中一个理由当然就是,为了文化、合作、语言,以及其他各种有助于我们相互互动的方式,这些当然有着巨大的优势。你想想其他的早期人类,比如尼安德特人,他们的大脑和今天人类普遍的头脑一样大,甚至还更大,所以他们才能够在一段时间内一直统治着整个欧洲、亚洲西部及非洲北部。当然,既然头脑代价如此高昂,那么就要有巨大的好处来平衡这一代价。所以,认知、智能、语言和所有那些我们所承担的重要任务就一定相当重要。
  我们不能忘记,那些人也是狩猎-采集者。为了谋生,他们每天工作得相当卖力。一个典型的狩猎-采集者每天要走9~15公里。一个普通的女性也要每天要走9公里,一个普通的男性狩猎-采集者每天要走15公里,每一天都要如此。这是真的日复一日、专注其中;没有周末,没有退休,他们要为整个生活而工作。这些路程约等于,你每年要从华盛顿步行到洛杉矶。那就是狩猎-采集者每一年的工作量。
前言
  在Edge网站里,既有访谈、约稿,也有由演讲转录的文章,其中大多数都附有视频。在这本书中,我们将呈现其中18篇文章。就像20世纪中叶的现代综合进化论(Modern evolutionary synthesis)将孟德尔主义的基因研究与达尔文主义的自然选择结合起来,从而给生物学带来了革命性的转变那样,生物技术的兴起同样是一个转折点,它让我们重新认识了自己是谁、将往何处去。生物技术的一个典范,就是开始于20世纪最后10年,在2003年最终完成的“人类基因组计划”。过去20年里所取得的成就,不仅缓解了我们这个星球上的疾病困扰,还让我们开始参与到自身的进化中去,这也是我们必须承担的责任。这本书集合了一些Edge最优秀成员的研究成果,包括基因科学家、理论生物学家、理论物理学家和生物工程师。他们是目前这场变革的先驱,他们引导我们去审视人类基因组计划的前因后果,在激活现代生物学的对话与争论中,将这场变革展示给我们。这本书以2015年的一次演讲开始,主讲人是进化生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins),他为自己将达尔文主义的自然选择视作“自私的基因”进行了辩护,他还猜测,宇宙中其他地方的生命,其基因也是自私的。随后是进化遗传学家和理论家戴维·黑格(David Haig),他谈及了基因组内的冲突与解决冲突的方式,这些基因组拥有来自母系和父系的印记。在进化生物学领域中,罗伯特·特里弗斯(Robert Trivers)像是一只精明又孤独的狼,他讨论了自我欺骗和“在意识和无意识之间有偏见的信息流”。再后来是恩斯特·迈尔(Ernst Mayr),他是20世纪现代知识大综合的设计者,他对Edge谈起了从那时开始的进化生物学历程,并表达了自己对这个历程的赞同与不赞同之处。备受尊敬的遗传学家、研究蜗牛的生物学家史蒂夫·琼斯(Steve Jones)则评论了达尔文持续150年之久的世界观的鲁棒性。
  爱德华·威尔逊(E.O.Wilson)回忆了哈佛大学里的一次思想分流,这次分流发生在形态学家、博物学家与新兴的分子生物学家之间;詹姆斯·沃森(James Watson)表现得尤为积极。理论物理学家弗里曼·戴森(FreemanDyson)则在猜测,未来的生命会是模拟的还是数据化的?几年前,Edge在康涅狄格州的伊斯托弗(Eastover)农场组织的一次聚会上,戴森在一场自由讨论里联合了生物技术专家和企业家克雷格·文特尔(J.Craig Venter)、遗传学家乔治·丘奇(George Church)、天体物理学家迪米特尔·萨塞洛夫(Dimitar Sasselov),还有量子工程师塞斯·劳埃德(Seth Lloyd),他们探讨了生命的起源与前景,包括地球上的生命与其他地方的生命。这是这本书里篇幅最长的部分,也是这本书的核心。本书的主题和发散的论点都是在这场讨论中产生的,讨论有时候充满智慧,有时候又变得剑拔弩张。一年之后,道金斯和文特尔就他们各自支持的理论,重新开启了这场对话,让导致他们产生分歧的论题又变得富有生机起来。
  伦敦帝国理工学院的发展生物学家阿曼德·马里·勒卢瓦(ArmandMarie Leroi)仔细探讨了人类族群里大范围的基因变异问题,而其他有些科学家不愿意去研究与“肤色”有关的问题,因为没人愿意触及与基因和种族差异相关的那些令人遗憾的漫长历史。考古人类学家丹尼尔·利伯曼(DanielLieberman)探讨了人类祖先留下的“生理上的遗产”,尼安德特人基因组的绘制者斯万特·帕博(Svante Paabo)探讨了我们可能传承的尼安德特人的遗产。文特尔邀请发明家、未来学家雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)和机器人学家罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)加入了一场聚会,探讨基因组学和生物技术上的最新进展。生物工程师德鲁·恩迪(Drew Endy)则提供了充分的理由去关注合成生物学的工程学方面。
  凯利·穆利斯(Kary Mullis)谈论了他目前在改善人类免疫系统方面的努力,他是20世纪80年代聚合酶链反应(PCR)技术的发明人,正是这项技术使得DNA测序和克隆成为可能。来自耶鲁大学的进化鸟类学家理查德·普鲁姆(Richard Prum)探讨了自然选择中美学的重要性,从而重启了达尔文与自然选择学说的联合提出者阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(Alfred RusselWallace)之间的争论。理查德·普鲁姆以这种方式告诉我们,鸭子是多么热爱生命,这种爱也许远远超过你的想象。神经内分泌学家罗伯特·萨波尔斯基(Robert Sapolsky)则向我们发出警告,关于弓形虫的寄生,它的原生机制相当独特和精巧。复杂系统领域的专家、理论生物学家斯图亚特·考夫曼(Stuart Kauffman)用一篇文章为整个文集作结,他探讨了宇宙是如何变得复杂的,以及是否存在一个规律,掌管着整个宇宙中所有的生物圈?
  生命,特别是智能生命,一直被称作一种“涌现的”现象。但它是怎样完全涌现出来的呢?既然我们就是“涌现”的一部分,那我们面前摆着什么样的机遇呢?在这个星球上,对这种持续的、部分是人为的进化,我们的责任有哪些?也许有一天我们会离开这个星球。我们应当扮演上帝的角色吗?就像有些反对者严厉地指控21世纪的基因科学家与生物科学家在扮演的角色那样?或者,我们只是履行义务,依靠我们作为人类的自然潜力过活?
  约翰·布罗克曼
精彩书摘
  如果你要问我有什么理想,那就是让每个人都能理解他们自身的存在本身就是一件多么非比寻常的事情,否则这个世界就只是一个平淡无奇的物理学世界。
  这个过程的关键就是自我复制。
  ——《可进化性》
  理查德?道金斯:自然选择是关于编码信息的不同生存能力的,这些编码信息有能力影响其被复制的概率,这也在很大程度上意味着,这些编码信息就是基因。不论何时,只要一个能够复制自身编码信息的“复制基因”(replicator)从宇宙中诞生,它就潜在地成为达尔文自然选择学说的基础。而这种现象一旦发生,我们称为“生命”的那种超凡现象就有机会出现。
  我的猜测是,即使宇宙的其他地方存在生命,它也是达尔文意义上的生命。我认为,生命这种超复杂现象从物理规律中诞生的方式只有一种。那些物理规律就好像是如果你向空中抛一块石头,它就能画出一条抛物线似的,就是这么简单。而生物学不违背物理规律,却成就了最非凡的事情,它能够创造出可以奔跑、行走、飞翔、挖洞、在树丛中穿梭或者会思考的机器,还创造出人类的各种技术、艺术和音乐。所有这些的出现,都是因为在历史的某个时间点,大约40亿年前,一个能够不断复制的实体出现了。它不是我们现在所看到的基因,而是某种在功能上与基因等价的事物。它有能力进行复制,有能力影响其复制自身的概率,影响复制时出现的某些微妙的错误,所有这些过程创造了生命的全部。
  如果你要问我有什么理想,那就是让每个人都能理解他们自身的存在本身就是一件非比寻常的事情,否则这个世界就只是一个平淡无奇的物理学世界。我们每个人存在的关键就是自我复制,也就是“基因”。许多研究证明,基因拥有不同的存活概率。能够存活的基因拥有高度精确的复制能力,这些基因也就是我们在这个世界上所知的基因,它们主导着世界上的“基因池”。对我而言,基因、DNA是整个达尔文自然选择过程中绝对关键的因素。所以,当你面对“群体选择如何”“更高阶的选择如何”“不同层面的选择又如何”这些问题时,还是要回到基因选择的层面。基因选择是所有正在发生的事情的根本。
  从根源上说,这些不断复制的实体原本会一直自由地漂流,并且在原始汤(primeval soup)里不断复制,不管这些实体到底是什么。但是,它们发现了一种技术,从而集结成了我们称为生物个体(individual organism)的大型机器工具。一个生物个体就是一个选择单位,复制基因也是一个选择单位,但它们的含义是不同的。复制基因作为一个选择单位,其意思严格说来就是,事物要么在数量上变得更多、要么变得更少。现在我们在基因池的意义上说数量更多或更少,那是现代的后达尔文式的语言。
  但是,由于生物个体是如此不同寻常的单位,那些复制基因和其他基因联合起来,在生物个体内进行复制,所以生物学家会把生物个体视作一个选择单位。这个生物个体可能是拥有腿或翅膀的东西,它还可能拥有眼睛、牙齿,还有本能,而且也确实做成了某些事情。所以,生物学家在面对关于目的或伪目的的各种问题时,就会很自然地从生物体的层面去解释。他们看到生物体为了某些事情而挣扎,为了某些事情而工作,努力去实现某些事情。
  生物个体到底要努力实现什么呢?当然,对达尔文来说,它在努力实现生存和繁殖。现在我们则会说,它在努力完成对其内在基因的复制。而这些之所以发生,其原因就像我经常说的那样:“回头看看现在所有动物的祖先!”不论何时,对任何动物来说,个体的延续都起源于成功完成基因复制的祖先,个体也是通过这条完整的进化历程才得以成功地生存和繁殖。
精彩插图