神秘的量子生命

吉姆•艾尔·哈利利

出版时间

2016-08-01

ISBN

9787213075216

评分

★★★★★
书籍介绍

● 在整个科学领域,量子力学是最具影响力的重要理论。没有量子力学,我们就无法解释世界是如 何运转的,比如:知更鸟长途迁徙时是如何通过微弱的地球磁场感知方向的?小丑鱼是如何找到回家之路的?光合作用中能量的传递效率为什么 那么高?对所有这些问题的解答,都离不开量子 力学,离不开量子隧穿、量子相干性和量子纠缠。

● 酶促反应,光合作用,嗅觉,鸟类的磁感应,基因的复制,心智之谜,生命的起源,这种种现象都与神秘的量子世界有关。物理世界有三个层次,第一层是宏观世界,遵循牛顿运动力学法则,第二层次是热力学世界。遵循热力学法则。最深的第三层是量子世界。在这个维度里,原子、分子以及组成它们的所有成分粒子都遵循精确而有序的量子规则。

● 人造生命一定要遵循量子理论,因为没有量子力学,就不会有生命。费曼说过:“凡是我做不出 来的,就是我还不理解的。”如果有一天,人造 生命真的成为现实,那将意味着我们终于理解了生命的本质。我们将会看到:生命正驾驭着混沌 之力,在经典世界与量子世界之间狭窄的边缘上, 乘风前行!

【编辑推荐】

● 媲美薛定谔《生命是什么》,量子生物学奠基之作!

● 北京大学生命科学学院教授动物磁感应受体基因和“生物指南针”发现者倾情推荐。

● 亚马逊最佳科学图书、《纽约时报》畅销书;《经济学人》《金融时报》年度好书;英国皇家学会温顿奖获奖图书。

【各方赞誉】

读到《神秘的量子生命》书稿时,恰逢我在青海的旅途中,环顾四野,在茫然中辨识前路。想起年少时对候鸟迁徙的惊奇与困惑,想起我们这几年在寻找动物磁受体和生物导航机理研究中难于言说的彷徨和狂喜,书中描述的很多场景,和旅途中的一些思考在不停地重叠着,那种愉悦很难言表。这本书中的很多问题,同样是科学家们长久以来困惑和思考的问题。我想,包括我们在内的各领域的科学家正在一步步地逼近真相。《神秘的量子生命》将带我们从一个不常被人涉足的方向切入生物学的一些最基本的问题,用科学揭开自然的迷雾,告诉我们生物学背后的量子真相。翻开这本书,正如走进青藏高原:那种简单的美扑面而来!

谢灿

生命科学学院教授,动物磁感应受体基因和“生物指南针”发现者

《神秘的量子生命》对生命中的量子现象给出了最清晰的解释。量子世界中的微观事件,可以影响中等尺度生命体的世界,比如生活中的你、我、他。两位作者以活泼明晰的笔触告诉我们,神秘的量子现象无处不在。

菲利普·普尔曼

英国著名作家

畅销书“黑暗物质三部曲”作者

对于这样一个重要的新领域,作者的解读如此深入浅出、通俗易懂,真是太赞了!

安东尼·格雷林

英国著名哲学家

畅销书《维特根斯坦与哲学》《友谊》作者

《神秘的量子生命》是一本引人入胜、让人深思的惊世之作,它把坚实的科学理论、合理的推断和巧妙的推测紧密结合在一起,使得我们对生命世界的认识发生了革命性改变。

《华尔街日报》

一本地地道道的原创科普书,一个全新的研究领域,本书堪称了不起的作品。

《金融时报》

作者选择相干性这一复杂现象作为切入点,引领我们深入量子世界的神秘地带。他们用类比和比喻方法,把一些难于理解的概念解读得生动而又形象。

《经济学人》

物理学家艾尔-哈利利和生物学家麦克法登,把这样一个深奥的问题解读得既条理清晰又津津有味。

《自然》

AI导读
核心看点
  • 揭示量子力学在光合作用、酶促反应等生命过程中的关键作用
  • 探讨鸟类磁感应、嗅觉及基因复制背后的量子生物学机制
  • 从薛定谔《生命是什么》延伸至前沿,解析生命与量子的深层联系
适合谁读
  • 对量子力学与生物学交叉领域感兴趣的科普爱好者
  • 希望从物理底层逻辑重新理解生命本质的读者
  • 关注前沿科学进展及人造生命可能性的科技迷
读前提醒
  • 书中部分理论如心智之谜尚属假说,需保持批判性思维阅读
  • 建议搭配相关纪录片或薛定谔原著,以辅助理解抽象概念
  • 无需深厚物理背景,但需对量子隧穿、纠缠等概念有基本认知
读者共识
  • 视角独特新颖,为理解生命起源与进化提供了全新的量子维度
  • 论证逻辑严密,但部分章节假设成分较多,理论支撑有待商榷
  • 文笔生动流畅,比喻形象,是兼具深度与可读性的优秀科普

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "当波遇到任何微小的物体后,如果这一物体的三维比波的波长要短,那么这个物体将不会影响和改变波的传播,就像波长几米的海浪冲击着沙滩上的鹅卵石一样。你需要更短的波长,比如那种在学校的科学实验课上常见的水槽里的涟漪,才能在遇到鹅卵石后产生反射和衍射,使我们最终“看见”这个鹅卵石。"
  • "量子纠缠是指,曾经在一起的粒子,无论分开多么遥远的距离,都能保持瞬时的、近乎魔法般的联系。"
  • "苏格兰化学家格雷厄姆.凯恩斯—史密斯(Graham Cairns-Smith)估计,由“原始汤”中可能存在的简单有 机化合物合成RNA碱基,需要约140步反应。每一步至少需要避免六种副反应。这就让整个合成过程可以更加形象:你可以把每个分子想象成一个分子骰子,每一步就像掷一次骰子,掷出点数6代表产出了正确的产物,而其他点数意味着得到了错误的产物。因此,任何起始分子最终反应成为RNA的概率就像连续140次掷出了点数6一样。 当然,化学家可以通过精心控制每一步反应来提高反应成功的概率。不过,在生命出现以前的世界里,只能靠机会。或许太阳恰到好处地升起,蒸干了泥火山周围的一小滩化学物质?又或许泥火山喷发"
  • "为了表述更清楚,我们可能需要多讨论一些与场(Field)相关的内容。场的衍生概念来自它的本意:它表示在空间上铺展的事物,比如打谷场或者足球场。在物理学中,场的基本含义没有改变,但是通常指能对物质施加力的能量场。引力场可以移动其中任何具有质量的物体,电场或者磁场则可以移动带电荷或者具有磁性的粒子,比如穿过神经元细胞膜上通道的离子。 19世纪,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发现电和磁是同一种现象的两个方面,于是两者被合称为电磁(electro--magnetism),两者的场则合称为电磁场。爱因斯坦的质能方程:E=c。左边代表能量而右边则包含了质量,这个著名的公式阐明了能量和质量之间的可转化性。所以具有"
  • "(Douglas Hofstadter)在1979年出版的著作。彭罗斯在他的《皇帝的新脑》中以哥德尔的不完全性定理作为自己观点的切入点,他首先指出,经典的计算机会利用统一的逻辑系统(也就是计算机算法)产生命题。根据哥德尔的定理,计算机也一定能够推论出它们无法证明真伪的命题。但是,彭罗斯认为,人类(或者说属于数学家的那一群人类)能够推导和证明这些计算机无法证伪的命题。因此,彭罗斯据此认为,人类的大脑要胜于传统的计算机,因为它能够执行一种彭罗斯称之为非计算性的处理过程。继而,他假设这种非计算性能力需要一些特别的解释,只有量子力学才能提供这样的解释。最终彭罗斯得出结论,意识正是量子计算的产物。 没有"
  • "但是在半个世纪以前,呼吸酶为什么能够刺激电子以极快的速度转移呢?相对而言,如何跨越如此之远的分子距离仍然是一个谜。"
  • "But half a century ago, the issue of how respiratory enzymes in particular were able to encourage such rapid transfer of electrons across relatively large molecular distanc"
  • "对哥德尔的理论有兴趣的读者可以阅读美国认知科学家道格拉斯·霍夫施塔特(Douglas Hofstadter)在1979年出版的著作。"
作者简介
吉姆·艾尔—哈利利 ● 英国萨里大学物理学教授,最具影响力的量子生物学家。 ● 1989年,在英国萨里大学获得核反应理论博士学位。 ● 1992年,在英国工程和自然科学委员会的资助下,开始了为期五年的研究工作,他差不多每两个月就发表一篇论文,有些论文的引用次数超过500次。 ● 从20世纪90年代末开始,研究领域转向量子生物学,“量子隧穿”是他的研究重点。1999年,他与生物学家约翰乔·麦克法登联合发表了量子生物学方面的论文。2012年,在英国工程和自然科学委员会的资助下,他与约翰乔·麦克法登共同主办了量子生物学研讨会,并获得极大成功。2015年,他以量子生物学为主题做了TED演讲。 ● 2005—2007年,他参与拍摄BBC的纪录片《爱因斯坦大脑之谜》和《原子》,广受好评,他于2011年开始在BBC制作广播节目《生命科学》,每周吸引的听众数量高达200万。 约翰乔·麦克法登 ● 英国萨里大学分子遗传学教授,著名量子生物学家。 ● 1982年获得帝国理工学院生物化学博士学位。 ● 发表科学论文超过100篇。
目录
中文版序 踏上探索之旅,感受量子生物学的澎湃
引言 没有量子力学,就不会有生命/001
在整个科学领域,量子力学是最具影响力的重要 理论。没有量子力学,我们就无法解释世界是如 何运转的,比如:知更鸟长途迁徙时是如何通过 微弱的地球磁场感知方向的?小丑鱼是如何找到 回家之路的?光合作用中能量的传递效率为什么 那么高?对所有这些问题的解答,都离不开量子 力学,离不开量子隧穿、量子相干性和量子纠缠。
动物大迁徙
万物背后的量子真相

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用户评论
写的不算好,量子力学是世界的基础,宏观由微观构成,量子层面上很多东西还在探索中。量子存在多种态并存,在无变化中他可以一直存在,遇到适宜环境就可以进行到下一步,变成了宏观,唯一的存在,这可以解释生命的试错及起源,量子的并行能力使所需的时间大大减少
排版难看不说,末页居然还有这家所谓湛庐文化的广告,以后遇到这家人家出的书千万别买。
毕竟是门新学科(能否成立?),假设的东西太多,感觉有几处作者自己都无自信辩证。
刚读完给了三星,一个月后又改成了四星,当初评道“可惜全书论点都建立在猜想和假设的基础之上”,现在却觉得当时狭隘了。毕竟科学理论总是源于猜想与假设,今时今日之猜想未必不会成为他日之科学理论。
这就是那种话说一半偏不肯讲明白的书
翻开书之前,我原本抱着开脑洞的心态,以为用量子物理学解释生物学是一种:“这是胡安的,那是阿隆索的,那么解释一下西班牙内战的成因。”这样子。 但其实他是从一个问题开始,用生物学和化学解决一些宏观问题,而量子生物学更多是一种走入死路的补丁,比如光合作用后能量运输、化合物怎么刺激我们的嗅觉细胞。书里面着重的点也是这些生物学家、化学家和物理学家们探索的过程。(不过,第八章还是基于原始汤+量子物理的推断,看鬼谷视频好像生物学界更倾向于海底火山边岩石结构?) 人类都有把理论大一统的奢望,构成世界的是粒子,那么理应可以用研究粒子的物理学来解释化学、生物乃至心理学,但事实上连脑科学都很难和心理学结合。不过,这本书和作者他们这个派别就是通过解释一两个问题从而逐渐构建起学科的交叉,是我们当代的探索。
量子生物学。生物中存在的量子跃迁。
9.5h读完。也是一本相见恨晚的书。作者讲故事在行,journal club这样做不愁没人。生命是基于无序的有序(热力学系统下规模庞大的复杂系统),还是基于有序的有序(量子生命)?答案毫无疑问是二者兼备。为何一些key生物大分子能维持量子相干性?分子噪声,为何生命能利用分子噪声?未知。
这是目前我在豆瓣评分最高的一本书,无论是量子世界本身还是作者的描写,都是那么有趣
对我来说是哲学读物
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