生命的实验室 物理学定律如何塑造了生命PDF下载免费版|百度网盘下载

编辑评论：

遥远的恒星与地球上的生命有联系吗？宇宙中的天体与生物有关系吗？如果生命确实存在于地球之外，它会采取与我们星球上的生命相同的形式吗？本书将尝试回答这些问题。

简介

生命的诞生、发展和进化受到多种因素和环境条件的限制和影响。人类和其他生命形式诞生在地球上是偶然还是必然？是否有可能形成与人类和其他星球上的其他陆生生物同等的生命形式？如果遥远的星球上确实存在生命，那么这种生命与地球上的生命有什么联系和共同点吗？

我们尚未在地球以外的任何星球上发现生命，而天体物理学是一门相对较新的学科。但通过思考地球以外的生命是否会遵循与地球相同的进化路径，以及是否会采用与地球生命不同的结构和形式，天体生物学研究也为思考地球生命背后的一般原理提供了灵感。

生活看似千变万化，其实有很多共同点，都是由其背后的物理定律决定的。生命的遗传密码DNA，构成生命的基本元素碳，生命中不可缺少的水，都是不可替代的。生命的出现似乎并非偶然，它遵循着物理学的必然原理，而这些原理是普遍的。生命不仅受制于这些陈旧而冰冷的物理原理，而且还受制于其固有的生命力和多样性。这两个方面相得益彰，不仅使生活充满生机和活力，而且使之在有限的范围内。繁衍维持稳定，从而实现生命的长远发展。

关于作者

Charles S. Cockell 是英国爱丁堡大学天体生物学教授和英国天体生物学中心主任。多年来，他一直致力于研究恶劣条件下的生命特征、地外生命的可居住性以及太空探索和殖民化等课题。他曾在美国宇航局和英国南极天文台工作，研究北极和南极等恶劣天气环境中的生命特征，并发表了300多篇论文和书籍。

书籍内容

前言三

第一章沉默的生命指挥官001

第2章蚂蚁组织017

第 3 章瓢虫和物理学 037

第四章鼹鼠059的收敛演化

第5章被包裹的生命085

第6章生命的极限109

第7章生命密码131

第 8 章三明治和硫化合物 151

第9章生命的基本溶剂-水173

第 10 章不可取代的碳原子 189

第11章寻找外星生命之路219

第12章生物进化与物理学的统一241

致谢 259

注释 263

前言

在传统领域的交叉点上，一些最引人入胜的问题仍然有模糊的科学答案。这些学科本来就不存在，只是人类后来划分的概念。从知识管理的角度来看，将科学问题分类到不同的学科领域是有益的，但有时会适得其反。宇宙中不受控制的过程与这些整洁的分类一一对应。宇宙就是宇宙，只有文明才能质疑它。

本书旨在了解生物和非生物世界的不同科学领域，探索物理学和进化生物学之间不可分割的联系。这些联系反映了生命只是宇宙中存在的许多有趣且独特的物质类型中复制和进化的一种形式。

读者首先应该明白，这本书并非徒劳地试图证明进化是物理学的完全可预测的产物。无可争辩的是，历史的巧合和偶然性确实起了作用。这就是我们从地球上发生的大型进化实验中观察到的大量细节和多样性的诞生地。如果你去印度尼西亚的龙目岛和巴厘岛旅游，你会发现，虽然这两个岛屿的大小和位置非常相似，相距仅 35 公里，但岛上的动物群却大相径庭。两岛上的生命沿着华莱士线独立进化，无形的华莱士线横穿龙目海峡深水区，将巴厘岛置于东南亚独特进化历程的轨道上。巴厘岛的森林回荡着亚洲啄木鸟和巨嘴鸟的叫声，而坐落在澳大利亚进化树范围内的龙目岛则充满了凤头鹦鹉和食蜜鸟的尖叫声。但在这场混乱的进化实验背后，仍有不可动摇的物理学。我在本书中讨论的正是这些原则，从亚原子尺度到人口尺度，它们越来越多地解释了以前被认为是不可预测和偶然历史结果的生物学方面。

生命的哪些特征是由物理定律决定的，哪些特征是由掷骰子的偶然事件决定的？就生命及其进化而言，这仍然是最强大和最有趣的谜团之一。我不会对这个问题给出明确的答案，而且我敢肯定，现在没有人能回答这样的问题。然而，我确实想向读者解释指导生命结构各个层面的物理学原理，以及这些不断扩展的知识体系如何证明生命植根于塑造宇宙万物的基本定律，这可能比粗略地看一眼地球上的动物群更有用。

从这种人生观中得出的结论可能对一些人来说是发人深省的，对另一些人来说是令人毛骨悚然的，对另一些人来说可能是令人振奋和安慰的。对于和我一样对地球上的生命着迷的你们，我们越来越确信地球上的生命似乎极其丰富多样，但在其背后有适用于所有物质的简单原则。喜欢推测其他行星上是否存在生命的人可能会得出结论，外星生命的所有结构层可能看起来与我们所知道的地球上的生命惊人地相似。

人类古老的传统认为有生命的物质和无生命的物质是截然不同的，因此我们一直担心将人类和其他生命交给决定宇宙中大多数物质命运的乏味物理学是一件危险的事情。然而，如果我们将这种传统智慧抛诸脑后，我们可能会发现这种恐惧是没有根据的。相反，进化和物理学的统一丰富了我们对生命的看法，我们学会了从支配和限制生命形式的简单规则中欣赏非凡的美。