生命是什么:活细胞的物理观

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[奥] 埃尔温·薛定谔 著
图书标签:
  • 生命科学
  • 细胞生物学
  • 物理学
  • 生物物理学
  • 生命本质
  • 活细胞
  • 复杂系统
  • 科学普及
  • 跨学科
  • 生命哲学
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出版社: 商务印书馆
ISBN:9787100107556
版次:1
商品编码:11638222
品牌:商务印书馆(The Commercial Press)
包装:平装
开本:32开
出版时间:2015-01-01
用纸:胶版纸
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《生命是什么:活细胞的物理观》是20世纪的伟大科学经典之一。作者在书中致力于将生物学与量子力学协调起来,尽管写于1944年,但书中关于生命、分子生物学、心灵等主题的评论今天看来仍十分有趣,极具启发性。可以说,《生命是什么:活细胞的物理观》的内容为分子生物学的诞生和DNA的发现作了概念上的准备,对于希望了解生命起源理论的读者来说,《生命是什么:活细胞的物理观》无疑是最好的选择之一。薛定谔以一种令人放松和愉悦的文笔引领读者探索生命这一令人望而生畏的主题,内容深刻而有趣,极具启发性。

目录

前言(彭罗斯)
序言
第一章 经典物理学家对这一主题的探讨
1.研究的一般性质和目的
2.统计物理学。结构上的根本差别
3.素朴物理学家对这一主题的探讨
4.为什么原子如此之小?
5.有机体的运作需要精确的物理定律
6.物理定律基于原子统计学,因而只是近似的
7.它们的精确性基于大量原子的介入。第一个例子(顺磁性)
8.第二个例子(布朗运动,扩散)
9.第三个例子(测量准确性的限度)
10.√n律

第二章 遗传机制
11.经典物理学家的绝非平凡的预期是错误的
12.遗传密码本(染色体)
13.身体通过细胞分裂(有丝分裂)而生长
14.在有丝分裂中每一个染色体都被复制
15.减数分裂和受精(配子配合)
16.单倍体个体
17.减数分裂的显著关联
18.交换。特性的定位
19.基因的最大尺寸
20.小数目
21.持久性

第三章 突变
22.“跳跃式”的突变——自然选择的工作场地
23.它们繁育一模一样的后代,即它们被完全遗传下来
24.定位。隐性和显性
25.介绍一些术语
26.近亲繁殖的有害效应
27.一般的和历史的评述
28.突变作为一种罕有事件的必要性
29.X射线诱发的突变
30.第一法则。突变是单一事件
31.第二法则。事件的局域化

第四章 量子力学的证据
32.经典物理学无法解释的持久性
33.可以用量子论来解释
34.量子论——不连续状态——量子跃迁
35.分子
36.分子的稳定性依赖于温度
37.数学插曲
38.第一项修正
39.第二项修正

第五章 对德尔布吕克模型的讨论和检验
40.对遗传物质的一般描述
41.这种描述的独特性
42.一些传统的错误观念
43.物质的不同的“态”
44.真正重要的区别
45.非周期性固体
46.压缩在微型密码中的丰富内容
47.与事实作比较:稳定程度;突变的不连续性
48.自然选择的基因的稳定性
49.突变体有时较低的稳定性
50.温度对不稳定基因的影响小于对稳定基因的影响
51.X射线是如何产生突变的
52.X射线的效率并不依赖于自发突变性
53.回复突变

第六章 有序、无序和熵
54.从模型得出的一个值得注意的一般结论
55.基于秩序的秩序
56.生命物质避免了向平衡衰退
57.以“负熵”为生
58.熵是什么?
59.熵的统计学意义
60.从环境中吸取“秩序”来维持组织

第七章 生命以物理定律为基础吗?
61.有机体可望有新的定律
62.评述生物学状况
63.综述物理学状况
64.明显的对比
65.产生有序的两种方式
66.新原理并不违反物理学
67.时钟的运动
68.钟表装置终究是统计学的
69.能斯特定理
70.摆钟实际上是在零度
71.钟表装置与有机体之间的关系
后记:决定论与自由意志
译后记

精彩书摘

  《生命是什么:活细胞的物理观》:
  关于尺寸,有两种完全独立的估计,一种是基于遗传学的证据(繁育试验),另一种是基于细胞学的证据(直接的显微镜观察)。第一种估计从原理上讲是非常简单的。就是用上述方法把某一条特定染色体的大量不同(宏观)性状(以果蝇为例)在染色体上定位以后,测量那条染色体的长度并除以性状的数目,再乘以染色体的横截面,就得到了所需的尺寸估计。当然,由于我们只把被交换偶然分离的那些性状看成不同的,所以它们不可能源于同样的(微观的或分子的)结构。另一方面,我们的估计显然只能给出最大尺寸,因为随着工作的进行,通过遗传学分析而分离出来的性状数目一直在不断增加。
  另一种估计,尽管是基于显微镜的观察,其实也远不是直接的估计。果蝇的某些细胞(即它的唾腺细胞)由于某种原因被极度增大了,它们的染色体也是如此。在这些染色体上,你可以分辨出纤丝上深色横纹的密集图案。达林顿(C.D.Darlington)曾指出,这些横纹的数目(在他研究的事例中是2000)虽然要大得多,但与繁育试验得出的位于那条染色体上的基因数约为同一数量级。他倾向于认为,这些横纹带标明了实际的基因(或基因的分离)。在一个正常尺寸的细胞里测得的染色体长度,把它除以横纹的数目(2000),他发现一个基因的体积等于边长为300埃的一个立方体。鉴于这些估计比较粗糙,可以认为这与通过第一种方法获得的尺寸是差不多的。
  ……
生命是什么:活细胞的物理观 内容简介 本书并非一本艰涩的科学论文集,也非一本冗长的教科书。它是一次探索,一次关于构成我们自身以及我们周围一切生命基础的迷人旅程。我们将深入活细胞这个宇宙中最基本、最活跃的单元,试图从物理学的视角去理解它的奥秘,解答那个古老而深刻的问题:“生命是什么?” 生命,从最微小的细菌到最复杂的哺乳动物,其根基都牢牢扎在微观的细胞世界里。细胞,这个肉眼看不见的微小国度,却蕴藏着令人惊叹的秩序、活力与复杂性。我们通常将生命理解为一系列生理过程:生长、繁殖、新陈代谢、对环境的响应。然而,这些过程的背后,是怎样一套精妙的物理法则在驱动?是什么让这些看似无生命的分子集合,能够展现出如此“活着”的特性? 本书将带领读者,暂时放下对生物学专业术语的纠结,以一种全新的、更具普适性的物理学框架来审视生命。我们将聚焦于构成细胞的关键物理实体和过程,例如: 1. 分子的舞蹈:热力学与统计力学在细胞中的体现 细胞内部是一个由无数分子组成的拥挤而充满活力的世界。蛋白质、核酸、脂质、糖类等等,它们并非静止不动,而是在不断地碰撞、结合、分离,进行着永不停息的“舞蹈”。这种舞蹈并非杂乱无章,而是遵循着物理学的基本定律,特别是热力学和统计力学。 我们将探讨,在细胞这个有限的空间内,分子如何通过随机运动(布朗运动)来实现物质和能量的传递?熵增原理是否也适用于生命系统?事实上,生命恰恰是在与环境进行能量和物质交换的过程中,在一定程度上“对抗”着熵增。我们将理解,细胞如何利用化学能来维持其高度有序的状态,这种能量转换的效率如何? 此外,我们将审视分子间的相互作用力,如范德华力、氢键、静电力等,它们是如何决定蛋白质的折叠,DNA的结构,以及细胞膜的形成?这些看似微弱的力量,在无数次叠加和协同作用下,却能够构建出如此稳定而功能强大的生物大分子。 2. 结构的魔法:力学与流体力学塑造细胞形态与功能 细胞并非一个简单的“囊泡”,它拥有精妙的内部结构,如细胞骨架,它不仅赋予细胞形态,还参与细胞运动、物质运输以及信号传递。我们将从力学的角度来理解这些结构的支撑和动态变化。 细胞骨架,例如微管、微丝和中间纤维,它们如何像建筑的钢筋混凝土一样,维持细胞的形状?它们在何种程度上可以被拉伸、弯曲,又如何能够快速地重组和解聚,实现细胞的变形和移动?我们将借鉴材料力学中的概念,来分析这些生物聚合物的力学性能。 而细胞内部的流体环境,以及细胞与外部环境的物质交换,则离不开流体力学的原理。例如,物质如何通过扩散和对流在细胞内运输?离子通道的开放和关闭,如何控制离子流,进而影响细胞的电信号?当细胞运动时,例如通过鞭毛或伪足,其运动的阻力如何计算?流体力学又如何在这些过程中扮演关键角色? 3. 能量的秘密:动力学与能量转换机制 生命活动离不开能量。ATP的合成与水解,质子梯度的建立,电子传递链的运作,这些都是细胞内能量转换的核心机制。本书将从动力学的角度,审视这些能量转换过程的速率、效率以及调控。 我们将探讨,为何特定的化学反应能够高效地释放能量?ATP水解产生的自由能如何被巧妙地“捕获”并用于驱动其他非自发的化学反应?质子泵和离子通道如何利用势能差来产生电化学梯度,而这种梯度又如何被转化为合成ATP的动力? 同时,我们将审视酶催化的反应。酶为何能够极大地提高反应速率?酶的活性位点如何精确地识别底物,并提供一个优化的反应环境?我们将从化学动力学的角度,理解酶催化反应的机制和动力学参数。 4. 信息传递的物理学:信号传导的网络与耦合 细胞需要感知并响应外界环境的变化,这依赖于复杂的信号传导网络。我们将从物理学的视角,理解这些信号是如何被接收、传递和放大的。 膜上受体的构象变化,如何将外部信号转化为内部信号?离子通道的门控机制,如何响应电压、配体或机械力?第二信使(如cAMP, Ca2+)如何在细胞内扩散,并激活下游的效应蛋白? 我们将探讨,这些信号传导通路是否可以被看作一系列耦合的物理化学反应?信号的传递是否也存在“噪声”和“干扰”?细胞又如何通过反馈机制来精确调控信号的强度和时机? 5. 集体行为的涌现:自组织与复杂性 当大量的细胞聚集在一起,它们并非简单的个体叠加,而是能够展现出令人惊叹的集体行为,如胚胎发育中的形态发生,免疫细胞的迁移,甚至是神经网络的协同放电。我们将关注,在细胞尺度上的简单物理规则,如何能够涌现出如此复杂的宏观行为。 自组织现象在生命系统中普遍存在。例如,蛋白质的自组装形成细胞器,细胞因信号梯度而进行的定向迁移。我们将探讨,这些自组织过程是否可以通过一些简单的物理模型来描述?例如,基于粒子相互作用的模拟,或者反应-扩散模型。 此外,我们将思考,细胞如何通过物理相互作用(如细胞粘附)来形成组织和器官?细胞间的信号传递和物理接触,如何共同协调它们的行为,最终构建出高度有序的生命结构? 本书的独特之处 与许多生物学著作不同,《生命是什么:活细胞的物理观》力图跨越学科界限,以一种更宏观、更普适的视角来审视生命。我们并非要将生命还原为纯粹的物理机械,而是希望通过物理学的语言,揭示生命内在的理性与秩序。 本书的写作风格力求清晰易懂,即使是没有深厚物理学背景的读者,也能跟随作者的思路,领略其中蕴含的深刻见解。我们将避免使用过于专业的术语,而是通过生动的比喻和直观的图示,来阐释复杂的物理概念。 通过本书,你将不再仅仅将细胞视为一个装满化学物质的“袋子”,而是能够看到它作为一个精密的物理系统,在能量、信息和物质的流动中,展现出生命的奇迹。你将了解到,那些看似神秘的生命现象,其实都蕴藏着深厚的物理学根基。 阅读本书,你将获得: 对生命过程的全新理解: 从物理学的视角,洞察细胞内的能量流动、物质交换、信息传递和结构变化。 跨学科的知识视野: 领略物理学与生物学交织的魅力,为理解更广泛的科学问题打下基础。 解决复杂问题的思路: 学习如何运用物理学的原理和方法,来分析生命系统的复杂性。 对生命本质的深刻思考: 重新审视“生命”这一概念,认识到其背后所蕴含的深刻的物理学意义。 本书是一扇门,为你打开一扇通往细胞微观宇宙的物理学之门。愿你在这趟探索之旅中,收获知识,激发好奇,并对生命的奇妙产生更深的敬畏。

用户评价

评分

这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴。封面采用了一种深邃的午夜蓝,配以烫金的字体,低调中透着一股古典的神秘感。纸张的质地也极其考究,那种略带粗粝感却又触感温润的特种纸张,让人爱不释手。每一次翻页,都能感受到纸张与指尖摩擦时发出的那种清脆而悦耳的“沙沙”声,仿佛在开启一段古老的探索之旅。内页的排版布局极为清晰,字体选择兼顾了美观与易读性,大段的文字间隙处理得恰到好处,使得长时间阅读也不会感到视觉疲劳。尤其值得称赞的是,作者在引用关键概念或进行理论阐述时,那些关键名词和术语都会被巧妙地以不同字重或颜色进行标记,这种处理方式既不会破坏整体的阅读流畅性,又极大地增强了信息的可提取性。整体来看,出版方在制作这本书的物理形态上投入了巨大的心力,这本书的物理形态本身就是一件值得收藏的艺术品,它不仅仅是一本书,更像是一件精心打磨的工艺品,让人在还未深入内容之前,就已经对即将到来的知识探索充满了敬意和期待。这种对细节的极致追求,足见出版商对作品本身的重视程度。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴。封面采用了一种深邃的午夜蓝,配以烫金的字体,低调中透着一股古典的神秘感。纸张的质地也极其考究,那种略带粗粝感却又触感温润的特种纸张,让人爱不释手。每一次翻页,都能感受到纸张与指尖摩擦时发出的那种清脆而悦耳的“沙沙”声,仿佛在开启一段古老的探索之旅。内页的排版布局极为清晰,字体选择兼顾了美观与易读性,大段的文字间隙处理得恰到好处,使得长时间阅读也不会感到视觉疲劳。尤其值得称赞的是,作者在引用关键概念或进行理论阐述时,那些关键名词和术语都会被巧妙地以不同字重或颜色进行标记,这种处理方式既不会破坏整体的阅读流畅性,又极大地增强了信息的可提取性。整体来看,出版方在制作这本书的物理形态上投入了巨大的心力,这本书的物理形态本身就是一件值得收藏的艺术品,它不仅仅是一本书,更像是一件精心打磨的工艺品,让人在还未深入内容之前,就已经对即将到来的知识探索充满了敬意和期待。这种对细节的极致追求,足见出版商对作品本身的重视程度。 我是在一次周末的旧书店闲逛时,偶然发现了这本书,它静静地躺在科学史架位的角落,那一刻,它散发出的那种沉静的气场立刻吸引了我。我当时对书名本身并没有太深的理解,但仅仅是翻开目录,那种层层递进的逻辑结构就已经让我折服。它似乎没有直接抛出宏大的结论,而是选择了一条极其严谨的、由浅入深的论证路径。前几章的铺垫,更多的是在构建一个必要的历史和哲学框架,回顾了人类历史上对“生命”这一概念的几次根本性转向。作者的叙事手法极其老练,他懂得如何用生动的历史轶事来穿插那些枯燥的科学定律,使得原本厚重的理论在口中化为醇厚的佳酿。我尤其喜欢他探讨某一特定理论出现时的社会背景,那种历史的张力让科学的发展不再是线性叙事,而是充满了偶然性与必然性的交织。这本书的魅力就在于,它不仅仅是知识的传递者,更是一位高明的向导,他不仅告诉你“是什么”,更细致地描绘了“如何知道”的过程,这种对思维过程的还原,是很多同类书籍所欠缺的。 这本书的语言风格展现出了一种罕见的平衡感——既有科学写作的精确性,又不失文学作品的感染力。作者在描述复杂的分子机制时,他并没有一味地使用晦涩难懂的专业术语,而是巧妙地运用了大量形象的比喻和类比。比如,他将细胞内的能量转换过程比作一个运转精密的“微型城市电网”,将基因的复制过程描绘成一场“高风险的文化遗产备份工作”。这些生动的意象,极大地降低了理解的门槛,让那些原本需要深厚生物学背景的读者也能迅速抓住核心要义。更令人称奇的是,当讨论到一些尚未完全解决的科学难题时,作者的笔调会变得异常谦逊和审慎,他会清晰地标明哪些是确凿的证据,哪些是基于现有数据的推测,这种透明度极大地增强了读者的信任感。通篇读下来,感觉不像是在被一位权威人士说教,而更像是在和一位见识广博、思维敏捷的朋友进行一场深入而又充满激情的思想碰撞。 阅读这本书的过程,对我个人世界观的冲击是巨大的,它迫使我重新审视那些我习以为常的“常识”。在深入了解构成生命的基本单元如何通过物理规律进行自我组织时,我开始对“随机性”和“必然性”之间的界限产生了深刻的怀疑。这本书成功地将物理学的冰冷精确性与生物学的繁复多样性融合在一起,创造出一种全新的视角。它不是简单地将生命现象还原为物理定律的堆砌,而是揭示了在特定条件下,这些定律如何“涌现”出生命这一奇特的、反熵增的现象。我常常在阅读过程中停下来,望向窗外,思考着构成我们身体的每一个原子、每一次撞击,是如何遵循着一套如此宏大而又如此精微的物理规则,共同谱写出“存在”的乐章。这本书提供的不仅仅是知识,更是一种看待万物的全新“滤镜”,它让你从最微观的尺度上,重新敬畏整个宇宙的运行逻辑。 这本书的学术深度与可读性达到了一个近乎完美的平衡点,这在跨学科著作中是极其难得的。我发现,即便是那些我曾认为已经掌握得很牢固的基础概念,在作者的重新梳理下,也焕发出了新的光彩。作者的结构布局极为出色,他仿佛为我们搭建了一个可以攀爬的知识阶梯,每向上一个台阶,视野就会开阔一分。但最让人惊喜的是,这本书的结尾部分,它并没有在知识的巅峰戛然而止,而是将目光投向了未来。作者对当前研究的瓶颈进行了犀利的剖析,并对未来几十年内可能出现的颠覆性突破进行了富有洞察力的预测。这种前瞻性,让这本书的价值超越了其出版的当下时间点,它成为了一张指引未来探索方向的地图。对于任何对生命科学的本质心存好奇,或者希望从根本上理解“我们如何成为我们”的读者来说,这本书无疑是一部里程碑式的作品,它提供了一种既扎实又充满诗意的理解路径。

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我是在一次周末的旧书店闲逛时,偶然发现了这本书,它静静地躺在科学史架位的角落,那一刻,它散发出的那种沉静的气场立刻吸引了我。我当时对书名本身并没有太深的理解,但仅仅是翻开目录,那种层层递进的逻辑结构就已经让我折服。它似乎没有直接抛出宏大的结论,而是选择了一条极其严谨的、由浅入深的论证路径。前几章的铺垫,更多的是在构建一个必要的历史和哲学框架,回顾了人类历史上对“生命”这一概念的几次根本性转向。作者的叙事手法极其老练,他懂得如何用生动的历史轶事来穿插那些枯燥的科学定律,使得原本厚重的理论在口中化为醇厚的佳酿。我尤其喜欢他探讨某一特定理论出现时的社会背景,那种历史的张力让科学的发展不再是线性叙事,而是充满了偶然性与必然性的交织。这本书的魅力就在于,它不仅仅是知识的传递者,更是一位高明的向导,他不仅告诉你“是什么”,更细致地描绘了“如何知道”的过程,这种对思维过程的还原,是很多同类书籍所欠缺的。

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这本书的语言风格展现出了一种罕见的平衡感——既有科学写作的精确性,又不失文学作品的感染力。作者在描述复杂的分子机制时,他并没有一味地使用晦涩难懂的专业术语,而是巧妙地运用了大量形象的比喻和类比。比如,他将细胞内的能量转换过程比作一个运转精密的“微型城市电网”,将基因的复制过程描绘成一场“高风险的文化遗产备份工作”。这些生动的意象,极大地降低了理解的门槛,让那些原本需要深厚生物学背景的读者也能迅速抓住核心要义。更令人称奇的是,当讨论到一些尚未完全解决的科学难题时,作者的笔调会变得异常谦逊和审慎,他会清晰地标明哪些是确凿的证据,哪些是基于现有数据的推测,这种透明度极大地增强了读者的信任感。通篇读下来,感觉不像是在被一位权威人士说教,而更像是在和一位见识广博、思维敏捷的朋友进行一场深入而又充满激情的思想碰撞。

评分

阅读这本书的过程,对我个人世界观的冲击是巨大的,它迫使我重新审视那些我习以为常的“常识”。在深入了解构成生命的基本单元如何通过物理规律进行自我组织时,我开始对“随机性”和“必然性”之间的界限产生了深刻的怀疑。这本书成功地将物理学的冰冷精确性与生物学的繁复多样性融合在一起,创造出一种全新的视角。它不是简单地将生命现象还原为物理定律的堆砌,而是揭示了在特定条件下,这些定律如何“涌现”出生命这一奇特的、反熵增的现象。我常常在阅读过程中停下来,望向窗外,思考着构成我们身体的每一个原子、每一次撞击,是如何遵循着一套如此宏大而又如此精微的物理规则,共同谱写出“存在”的乐章。这本书提供的不仅仅是知识,更是一种看待万物的全新“滤镜”,它让你从最微观的尺度上,重新敬畏整个宇宙的运行逻辑。

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很薄但是封面不是一层纸还有点惊喜。

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不错,已经迫不及待~

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薄薄的小册子

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对文科生来讲真的是很难很难读了。啊。

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质量很好,推荐推荐。哈哈哈哈

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百年经典精品收藏人文阅读学术权威

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经典书籍,活动时买的,还算不错

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不错不要哦里咯无聊空军总医院

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大师的经典,要好好阅读

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