生物物理学:能量、信息、生命(修订版)

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[美] 菲利普·纳尔逊 著,黎明,戴陆如 等 译
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  • 生物物理学
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出版社: 上海科学技术出版社
ISBN:9787547831960
版次:1
商品编码:12048918
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-10-01
用纸:胶版纸
页数:596
字数:790000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :广大读者
  有广泛影响力的生物物理学经典教材,内容全面、详实,讲述清晰,有启发性。

内容简介

  本书是世界上首本全面体现Bio2010精神的教科书,第一版由中科院院士、理论物理学家欧阳钟灿组织中科院理论物理研究所的人员翻译。
  Bio2010即名为“培养21世纪的科学家:本科生的生物学教育”的教育类咨询调研项目,具体事宜由美国科学院研究理事会承担,并于2003年发表了长达200页的Bio2010报告,凝练了当今生命科学本科生必休的生物学、化学、物理学、数学与计算机科学以及工程科学的基本概念。Bio2010的迫切需要是由于生物学正逐渐演变成越来越定量化、越来越与其他学科交叉的态势。作为呼应,美国科学院研究理事会也成立了“凝聚态物质与材料物理学2010年前瞻“委员会(CMMP2010),并发表了题为《凝聚态物质和材料的物理学:我们身边的科学》的中期报告,所提出的8个挑战性问题中的6个都与Bio2010对生命科学的物理学变革的阐述遥相呼应,21世纪生命科学与物理科学之间的融会贯通已势不可挡。
  完全不同于传统生物物理学中物理学的“工具性”丛属地位,该书坚持将生命系视为特殊物理系统的立场,强调从物理学基本原理出发理解生命现象甚至预言新的生命现象,从而凸现了物理学研究在21世纪生命科学中的主导地位。时至今日,生物学已经涵盖极广:从分子水平(如DNA、蛋白质、磷酯)到细胞水平,从它们的个体结构与功能(如细胞与生物膜的自组装、大脑和整个生物体)到整个生物圈,几乎无所不包。在纳尔逊的这本书面世之前,人们很难发现一本能对生物学大千世界进行简单而统一的介绍的教科书。要将微观、介观、宏观乃至整个地球生物圈的生命系统用基本的物理原理联结起来,绝不是轻而易举的事情!而纳尔逊的书做到了这一点。
  这本书不是生物学基础课的一个新分支,而是能够带领读者迅速到达当代生命科学研究前沿的旅游指南。本书的门槛很低——学习过大学一年级物理和微积分(外加一点高中的化学和生物学)的本科生即可进入课程。他们既可以是希望向定量生物学领域拓展的生命科学专业的学生,也可以是希望对生物学有所了解的物理学和工程学的学生。
  本书原作者纳尔逊教授与欧阳钟灿院士是相慕多年的同行,并与欧阳先生详细讨论过该书的中文翻译,本书的主要译者之一黎明博士还与欧阳钟灿先生一起参加了纳尔逊教授组织的高级研讨班。经过12位译者的辛勤工作,应该说这本中文版再现了原版的精髓!
  本书全新版,原作者做了部分修改,此次修订版根据原书新版进行补充翻译。

作者简介

  菲利普·纳尔逊,美国宾州大学物理和天文学系教授,美国物理学会会员,曾获美国生物物理学会Emily Gray奖。

目录

第Ⅰ部分谜、隐喻及模型
第1章预备知识3
§1.1热3
1.1.1热是一种能量形式3
1.1.2热概念简史5
1.1.3预览:自由能的概念7
§1.2生命如何产生有序9
1.2.1生物有序之谜9
1.2.2自由能转换的范例:渗透流11
1.2.3预览:作为信息的无序13
§1.3题外话:广告、哲学与语用学14
§1.4如何在考试中表现得更好(以及如何发现新的物理定律)16
1.4.1多数物理量带有量纲16
1.4.2量纲分析可以帮助你捕捉错误和回忆定义18
1.4.3量纲分析还可以帮助你构想假说19
1.4.4涉及通量和密度的一些符号约定20
§1.5物理和化学中的其他关键思想20
1.5.1分子是很小的20
1.5.2分子是原子的特定空间排布22
1.5.3分子有明确定义的内能23
1.5.4低密度气体遵从一条普适定律24
小结25
拓展27
习题28第2章细胞内部结构一览31
§2.1细胞生理学33
2.1.1内部大体解剖35
2.1.2外部大体解剖38
§2.2分子类别清单40
2.2.1小分子40
2.2.2中等大小的分子42
2.2.3大分子43
2.2.4大分子组装体46
§2.3跨越鸿沟:分子器件48
2.3.1质膜48
2.3.2分子马达49
2.3.3酶和调节蛋白50
2.3.4细胞内的总信息流51
小结53
拓展55
习题56
目录〖〗〖〗生物物理学:能量、信息、生命第Ⅱ部分扩散、耗散及驱动
第3章分子的舞蹈61
§3.1生活中的概率61
3.1.1离散分布62
3.1.2连续分布62
3.1.3平均值和方差65
3.1.4加法原理与乘法原理66
§3.2理想气体定律解密69
3.2.1温度反映了热运动的平均动能69
3.2.2分子速度的总体分布是实验可测的73
3.2.3玻尔兹曼分布73
3.2.4活化势垒控制反应速率76
3.2.5趋向平衡的弛豫77
§3.3题外话:遗传现象的启示79
3.3.1亚里士多德介入争论79
3.3.2鉴定遗传信息的物质载体79
3.3.3薛定谔的总结:遗传信息有对应的物质结构85
小结89
拓展91
习题92第4章无规行走、摩擦与扩散94
§4.1布朗运动95
4.1.1布朗运动简史95
4.1.2无规行走导致扩散96
4.1.3扩散定律与模型无关101
4.1.4摩擦与扩散之间存在定量联系103
§4.2题外话:爱因斯坦所扮演的角色105
§4.3其他类型无规行走106
4.3.1高分子构象106
4.3.2展望:华尔街里的无规行走110
§4.4关于扩散的更多知识111
4.4.1扩散支配着亚细胞世界111
4.4.2扩散行为可用简单等式刻画112
4.4.3随机过程的精确统计预测115
§4.5函数、导数与“地毯下的蛇”115
4.5.1函数能描绘定量关系的细节115
4.5.2两变量函数可用地形图直观显示117
§4.6扩散概念用于考察生物学118
4.6.1人造膜的通透性由扩散导致118
4.6.2扩散为细菌代谢设定了一个基本限制120
4.6.3能斯特关系设定了膜电势的大小121
4.6.4溶液电阻反映了摩擦耗散124
4.6.5从单点开始的扩散产生不断延展的高斯型浓度分布124
小结126
拓展129
习题135
第5章慢航道中的生命:小雷诺数世界140
§5.1流体中的摩擦140
5.1.1足够小的粒子能够永久悬浮140
5.1.2沉降速率取决于溶剂黏度142
5.1.3黏性液体难以混合143
§5.2小雷诺数145
5.2.1摩擦支配的范围由临界力界定145
5.2.2摩擦和惯性的相对重要程度由雷诺数定量刻画148
5.2.3动力学定律的时间反演特征反映了它的耗散性150
§5.3对生物学的考察153
5.3.1泳动与泵动153
5.3.2搅动或是不搅动157
5.3.3觅食、攻击与逃生158
5.3.4脉管网络159
5.3.5DNA复制叉上的黏性阻力161
§5.4题外话:物理定律的特性163
小结164
拓展166
习题169
第6章熵、温度与自由能174
§6.1如何度量无序174
§6.2熵177
6.2.1统计假说177
6.2.2熵是一个常数与最大无序度的乘积179
§6.3温度180
6.3.1热流是系统趋于最大无序的后果180
6.3.2温度是系统平衡态的统计性质182
§6.4热力学第二定律184
6.4.1约束去除时熵自发增加184
6.4.2三条注释187
§6.5开放系统188
6.5.1子系统的自由能反映了熵和能量的竞争188
6.5.2熵力可以表达为自由能的导数190
6.5.3在小的受控步骤中自由能转换效率更高191
6.5.4作为热机的生物圈193
§6.6微观系统194
6.6.1由统计假说可得到玻尔兹曼分布194
6.6.2玻尔兹曼分布的动力学解释196
6.6.3最小自由能原则也适用于微观子系统199
6.6.4自由能决定复杂二态系统的能态分布200
§6.7题外话:“作为二态系统的RNA折叠”201
小结204
拓展207
习题213
第7章细胞内的熵力219
§7.1熵力的微观解释219
7.1.1定容方法220
7.1.2定压方法220
§7.2渗透压222
7.2.1平衡渗透压遵循理想气体定律222
7.2.2渗透压使大分子之间产生排空力224
§7.3超越平衡:渗透流227
7.3.1对布朗运动“整流”导致渗透力的产生227
7.3.2渗透流与力致渗透定量相关231
§7.4溶液中的静电力232
7.4.1静电作用对细胞的正常功能至关重要232
7.4.2高斯定律234
7.4.3带电表面外包围着可与之中和的离子云235
7.4.4同荷表面相斥源于所携离子云的压缩240
7.4.5平衡离子释放导致异荷表面相吸242
§7.5水的特殊性质242
7.5.1液态水含有松散的氢键网络243
7.5.2氢键网络影响小分子在水中的可溶性245
7.5.3水使非极性物体之间产生熵吸引力248
小结249
拓展251
习题257
第8章化学力和自组装261
§8.1化学势261
8.1.1μ描述粒子的可获得性261
8.1.2玻尔兹曼分布可简单推广到含粒子交换的情况264
§8.2化学反应265
8.2.1化学力均衡导致化学平衡265
8.2.2ΔG可作为化学反应方向的统一判据266
8.2.3复杂平衡的动力学解释271
8.2.4原生汤处于化学失衡状态272
§8.3解离272
8.3.1离子键和部分离子键容易在水中解离273
8.3.2酸和碱的强度反映其解离平衡常数273
8.3.3蛋白质带电状态随环境改变275
8.3.4电泳可灵敏地测量蛋白质组成276
§8.4两亲分子的自组装278
8.4.1两亲分子降低水—油界面的张力从而形成乳状液278
8.4.2临界浓度时突然发生的胶束自组装280
§8.5题外话:关于数据的模型拟合283
§8.6细胞内的自组装284
8.6.1双层膜可由双尾两亲分子自组装而成284
8.6.2展望:大分子的折叠和聚集288
8.6.3厨房之旅290
小结292
拓展295
习题297
第Ⅲ部分分子、机器、工作机制
第9章大分子的协同变构301
§9.1高分子的弹性模型301
9.1.1为什么物理学能有效描述物质世界302
9.1.2细长杆的弹性可用四个唯象参量刻画304
9.1.3高分子以熵力抵抗拉伸306
§9.2单个大分子的拉伸309
9.2.1DNA单分子的力—伸长曲线可以测定309
9.2.2二态模型可定性解释小拉伸力情况下DNA的行为310
§9.3本征值速成312
9.3.1矩阵和本征值312
9.3.2矩阵乘法315
§9.4协同性316
9.4.1转移矩阵方法可以更为准确地处理弯曲协同性316
9.4.2在中等大小外力作用下DNA分子也展示出线性拉伸弹性319
9.4.3在高维系统中协同作用可导致无限急遽的相变319
§9.5热、化学或力过程中的开关行为320
9.5.1螺旋—线团转变可以用偏振光观察321
9.5.2螺旋—线团转变可用三个唯象参量描述323
9.5.3螺旋—线团转变中相关量的计算325
9.5.4DNA也呈现出协同“熔化”相变329
9.5.5机械外力可以诱导大分子发生协同结构转变330
§9.6别构效应331
9.6.1血红蛋白与四个氧分子协同结合331
9.6.2别构效应常涉及分子亚基的相对运动333
9.6.3展望:蛋白质构象子态335
小结336
拓展339
习题349
第10章酶与分子机器354
§10.1细胞内分子器件概述355
10.1.1术语355
10.1.2酶的饱和动力学355
10.1.3真核细胞都拥有循环马达356
10.1.4耗尽型机器参与细胞移动和胞内空间组织359
§10.2纯力学机器361
10.2.1宏观机器可由能量面描述361
10.2.2微观机器能跨越势垒364
10.2.3应用斯莫卢霍夫斯基方程计算微观机器的工作速率366
§10.3力学原理的分子实现372
10.3.1三个观点372
10.3.2反应坐标为化学过程提供了方便简化的描述373
10.3.3酶与过渡态结合从而催化反应375
10.3.4机械化学马达的运动可视为二维能量面上的无规行走379
§10.4真实酶及分子机器的动力学380
10.4.1米—曼规则可描述简单酶的动力学381
10.4.2酶活性的调节384
10.4.3双头驱动蛋白可作为紧耦联的理想棘轮384
10.4.4分子马达在无紧耦联或发力冲程的情况下仍能移动392
§10.5展望:分子马达种种397
小结397
拓展400
习题408
第11章嵌膜机器412
§11.1电渗效应412
11.1.1“古老”的历史412
11.1.2离子浓度差产生能斯特势413
11.1.3唐南平衡产生静息膜电位416
§11.2离子泵送418
11.2.1真核细胞膜电位的观测值暗示这些细胞远离唐南平衡418
11.2.2欧姆电导假设420
11.2.3主动泵送既维持了稳态膜电位又避免了巨大渗透压422
§11.3作为工厂的线粒体426
11.3.1母线和传动轴将能量分配到工厂各处427
11.3.2呼吸作用相关的生化知识428
11.3.3线粒体内膜在化学渗透机制中用作汇流母线430
11.3.4化学渗透机制的验证432
11.3.5展望:细胞在其他场合下也利用化学渗透耦联435
§11.4题外话:“给鞭毛马达加电”436
小结438
拓展440
习题442
第12章神经冲动444
§12.1关于神经冲动的问题445
12.1.1动作电位的现象学445
12.1.2细胞膜可视为电网448
12.1.3从膜的欧姆电导行为到无行波解的线性电缆方程452
§12.2动作电位的简化模型机制455
12.2.1难题455
12.2.2力学类比456
12.2.3动作电位简史458
12.2.4动作电位随时间变化的过程提示了电压门控假说460
12.2.5从电压门控机制到具有行波解的电缆方程463
§12.3霍奇金—赫胥黎机制的完整形式及其分子基础467
12.3.1不同离子电导在膜电位改变时各自遵循一个特征时间过程
467
12.3.2膜片钳技术可用于研究单离子通道行为470
§12.4神经、肌肉与突触478
12.4.1神经细胞被狭窄的突触隔开478
12.4.2神经肌肉接头478
12.4.3展望:神经系统的计算480
小结481
拓展484
习题485
后记489
译后记490
修订版译后记495
附录A符号及单位497
附录B数值505
附录C附加题510
引用说明538
参考文献540
索引554

前言/序言

  2016年于费城中文版序
  非常高兴这个中文版的《生物物理学》教材能与广大中国学生见面。在此,我要特别感谢欧阳钟灿教授大力促成此事。我个人对欧阳教授的学术成就仰慕已久。此次他责成研究小组在很短的时间内完成了认真细致的翻译工作,并且亲自督促了整个翻译进程,对此我深表谢意。
  本书的英文版于两年前发行,书中论及的诸多课题至今仍是世界范围内生物物理学研究的热门话题。对今天的学生来说,这样一个飞速发展的领域的确提供了大量通向重大发现的机遇!我希望读者们能像书中的虚拟学生Gilbert和Sullivan那样,积极地与其他同学一起对书中阐述的概念展开讨论甚至辩论,并且有意识地尝试将这些概念应用于考察实验室中遇到的实际情形。有了这样的训练,你就不会仅仅停留在只理解书中的内容这样一个基本层次上。你会更加深入,并逐渐产生属于你自己的新想法。
  菲利普·纳尔逊

基因编辑与未来医学:CRISPR技术的革命性应用 内容提要 本书深入剖析了当前生物技术领域最具颠覆性的技术——CRISPR-Cas9基因编辑系统。它不仅是分子生物学实验室里的尖端工具,更是重塑未来医学、农业乃至生态学的强大引擎。本书旨在为对前沿生物科技充满好奇的读者,以及希望深入了解基因编辑原理与伦理挑战的专业人士,提供一份详尽、系统且富有洞察力的指南。 我们将追溯CRISPR从细菌免疫机制到成为精准基因“剪刀”的完整历程,详细阐释其分子作用机理,并重点展示其在攻克人类遗传性疾病、开发新型抗癌疗法以及加速作物改良方面的实际应用潜力。同时,本书将秉持审慎的态度,全面探讨与这项强大技术相伴而生的伦理困境、社会影响以及全球监管的紧迫性。 --- 第一章:解码生命蓝图的修正工具箱 1.1 从微生物的防御工事到生物技术的“瑞士军刀” 基因编辑技术的发展并非一蹴而就,从早期的锌指核酸酶(ZFNs)和TALENs到如今的CRISPR系统,每一次飞跃都极大地提高了编辑的效率和特异性。本章首先勾勒出基因编辑技术演进的宏大图景,重点聚焦CRISPR-Cas9系统的独特优势——其基于RNA导向的定位机制,使其设计和实施远比前代技术更为简便快捷。 1.2 CRISPR-Cas9的分子魔术:靶向与切割 本节将带领读者进入Cas9蛋白和引导RNA(gRNA)的微观世界。我们将详细解析gRNA如何精确识别目标DNA序列,以及Cas9核酸内切酶如何在识别位点上制造双链断裂(DSB)。随后,我们将深入探讨细胞如何利用自身的修复机制——非同源末端连接(NHEJ)或同源重组修复(HDR)——来完成最终的基因“删除”、“插入”或“替换”操作。理解这些基础机制,是评估其应用潜力的前提。 1.3 效率与保真度的权衡:脱靶效应的挑战 任何强大的工具都伴随着潜在的风险。本章的最后一部分将严肃讨论CRISPR系统的主要局限之一:脱靶效应(Off-target effects)。我们将探讨哪些因素会影响编辑的特异性,当前有哪些优化策略(如改进的Cas蛋白变体、更精细的gRNA设计)正在被开发以提高编辑的“保真度”,确保我们只修改预定的基因位点。 --- 第二章:攻克顽疾:CRISPR在人类健康领域的革命 2.1 遗传性疾病的精准修复:从理论到临床前模型 人类已知数千种遗传性疾病,大多源于基因组中的单碱基突变或小片段缺失。本章将系统梳理CRISPR技术在治疗镰状细胞贫血、囊性纤维化、亨廷顿舞蹈症等疾病上的研究进展。我们将考察体外(Ex vivo)编辑策略,例如从患者体内取出细胞(如造血干细胞)进行编辑后再回输,以及体内(In vivo)编辑策略,如何通过病毒载体或脂质纳米颗粒将编辑工具直接递送到病变组织中。 2.2 癌症免疫疗法的升级:CAR-T细胞的革新 癌症治疗是CRISPR应用的热点前沿。特别是在嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法中,CRISPR展现出巨大的潜力。本节将解释如何利用CRISPR技术“敲除”T细胞表面的负向调控因子(如PD-1受体),或精确地插入靶向特定肿瘤抗原的受体,从而创造出“通用型”或“超效能”的下一代免疫细胞。 2.3 病毒与耐药性:对抗无药可医的威胁 除了遗传病和癌症,CRISPR也被用于对抗病毒感染和抗生素耐药性。我们将探讨如何设计系统来识别并剪切潜伏在细胞基因组中的病毒DNA(如HIV、乙肝病毒),以及利用基因编辑技术增强细菌对抗生素的敏感性,为解决全球性的耐药危机提供新的思路。 --- 第三章:超越人体:农业、生态与生物多样性保护 3.1 精准育种的加速器:新一代作物改良 传统的作物育种过程耗时长、不确定性高。CRISPR技术允许科学家在不引入外源基因的前提下,精确激活或钝化作物自身的基因,以实现特定的性状改良。本章将详细介绍CRISPR在提高作物抗病虫害能力、增强营养价值(如富含维生素的番茄)、以及提高对气候变化(如干旱或盐碱地)的耐受性方面的成功案例。 3.2 基因驱动:重塑生态平衡的可能性与风险 基因驱动(Gene Drive)技术是CRISPR最具争议的应用之一,它能强制性地将特定基因片段在种群中快速传播,远超孟德尔遗传定律的限制。我们将分析其在控制疟疾传播媒介(蚊子)以及清除入侵物种方面的巨大潜力。然而,我们也将深入探讨这种“生态工程”的不可逆转性及其对生物多样性可能造成的深远影响。 3.3 保护濒危物种:基因组学视角下的物种延续 在物种灭绝速度日益加快的背景下,CRISPR技术为物种保护提供了新的工具。本章将讨论如何利用基因编辑技术来恢复关键物种的遗传多样性、抵抗特定疾病(如对致病菌敏感的特定鸟类),甚至探索“去灭绝”(De-extinction)的理论可行性,尽管后者仍处于非常初级的阶段。 --- 第四章:伦理的边界与全球治理的未来 4.1 生殖系编辑的红线:不可逾越的伦理深渊? 对人类胚胎进行基因编辑,特别是生殖系编辑(Germline Editing,即编辑的改变可遗传给后代),是当前科学界和公众关注的焦点。本章将详细梳理针对胚胎编辑的主要伦理论点,包括对“设计婴儿”的担忧、潜在的社会不平等加剧,以及对人类基因库长期影响的不确定性。我们将回顾国际社会对生殖系编辑所设定的现有共识与禁令。 4.2 资源获取与社会公平 基因编辑疗法无疑是昂贵的,这带来了重大的社会公平问题。如果这些革命性的疗法仅为富裕人群所享用,将如何加剧现有的医疗鸿沟?本书将探讨建立合理的定价机制、推广通用编辑工具(Universal Editing Tools)的必要性,以及确保新技术带来的益处能惠及全球的策略。 4.3 监管框架的滞后与前瞻 技术的进步往往快于法律和监管的制定。本章将对比不同国家和地区(如美国、欧盟、中国)在监管CRISPR应用,特别是基因驱动和生殖系编辑方面的现有法律框架。我们强调,建立一个既能鼓励科学创新、又能有效防范技术滥用、且具备国际协作性的监管体系,是确保CRISPR技术健康发展的关键。 --- 结语:负责任的创新之路 CRISPR-Cas9及其后续改进技术是人类历史上最强大的生物学工具之一。它赋予了我们前所未有的能力去干预生命的底层代码。本书旨在提供一个全面而审慎的视角,引导读者不仅要惊叹于其技术之精妙,更要深刻理解其背后沉甸甸的责任。通往未来医学和生态管理的道路,需要科学家、政策制定者和公众之间持续、坦诚的对话,以确保这项革命性的技术,能够真正服务于全人类的福祉。

用户评价

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这本书的封面设计就足够吸引人,深邃的蓝色背景,仿佛宇宙深处的星云,又像是细胞内部微观世界的抽象表达,中间是书名“生物物理学:能量、信息、生命(修订版)”的白色字体,简洁而有力,下方还点缀着一些似乎是分子结构的示意图,隐约透露出科学的严谨。我拿到这本书时,就对它充满了好奇。我一直对生物学的宏大叙事和物理学的精妙原理相结合的领域感到着迷,而生物物理学恰恰是连接这两者的桥梁。这本书的标题,特别是“能量”、“信息”和“生命”这几个词,瞬间就勾起了我的求知欲。我设想,这本书会深入探讨生命活动背后的能量转化机制,从ATP的合成到物质运输,再到信号传导,每一个过程都离不开能量的驱动。同时,它还会揭示生命体如何编码、处理和传递信息,无论是DNA中的遗传信息,还是细胞间的信号交流,甚至是大脑中的神经冲动,都蕴含着丰富的物理学原理。而“生命”这个词,则预示着这本书会从更宏观的视角,去理解生命的本质,生命的起源,生命的演化,以及生命体与环境的相互作用。我期待这本书能够带领我进入一个全新的视角,去重新认识我们自身,认识我们周围的世界。封面上的“修订版”字样也让我对内容有了更高的期待,意味着作者在原有基础上进行了更新和完善,加入了最新的研究成果和理论。

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当这本书静静地躺在我书桌上时,一种沉甸甸的学术氛围扑面而来。它并非那种轻松的科普读物,而是散发出一种严谨的、探究式的科学气息。书脊上的信息清晰明确,“生物物理学:能量、信息、生命(修订版)”——这几个词汇组合在一起,本身就构成了一个引人入胜的科学命题。我一直在思考,在如此宏大的生命体系中,能量是如何被巧妙地转化为信息,信息又是如何指导能量的流动,最终构成生生不息的生命现象?这本书的标题似乎正是对这一核心问题的深度探索。我期待它能够深入浅出地讲解那些晦涩的物理学原理,并巧妙地将其应用于理解生物体的各种现象,例如,分子马达如何利用化学能驱动机械运动,DNA如何储存和复制海量信息,以及生命体如何通过复杂的反馈回路来维持内稳态。更重要的是,我希望这本书能够提供一种新的思考框架,让我能够从物理学的角度去审视生命,去理解生命的起源、演化以及未来的发展方向。一本“修订版”的书,意味着它经历了时间的沉淀和知识的迭代,应该包含了许多更新的视角和研究成果,这对我来说尤为宝贵。

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这本书的纸质和装帧给我留下了非常深刻的印象,厚实而略带哑光的封面,触感温润,拿在手里沉甸甸的,给人一种扎实可靠的感觉。翻开扉页,是作者的名字,一个我不太熟悉但名字听起来颇具学术气息的学者,这让我对这本书的专业性更加确信。我迫不及待地翻阅目录,目录的条目设置非常清晰,从基础概念到具体应用,层层递进,引人入胜。我尤其对其中几章的标题产生了浓厚的兴趣,例如“熵与生命的非平衡态”、“生物大分子的构象变化及其动力学”以及“神经网络的物理模型”。这些标题似乎都在暗示着,这本书将不仅仅是简单的知识堆砌,而是会深入到生命现象的底层逻辑,用物理学的语言来解读生命活动的奥秘。我想象中,作者会用严谨的数学模型和物理原理,去解析生命体如何克服热力学第二定律的限制,在开放系统中维持有序的状态;如何理解蛋白质、核酸等生物大分子在复杂的生理过程中所经历的动态变化;以及如何从物理学的角度去理解我们大脑中庞大而复杂的神经网络是如何运作的。这种跨学科的视角,让我觉得这本书有潜力成为一本既有深度又有广度的学术著作,能够满足我对于前沿科学探索的渴望。

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这本书的排版和字体选择也给我带来了非常愉悦的阅读体验,字号大小适中,行间距恰到好处,即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我留意到,书中使用了大量的图表和插图,这些都非常有帮助,能够直观地展示复杂的概念。例如,我猜想,在讲解能量流动时,会用能量金字塔或者代谢通路图来清晰地展示能量的转化;在介绍信息传递时,可能会有细胞信号传导的示意图,或者神经元之间信息传递的动画模拟式插画。我尤其期待书中关于“生命”部分的阐述。它是否会从物理学的角度,去探讨生命的起源?生命的本质是否可以通过能量和信息的交互来定义?生命体又如何通过物理规则来适应和演化?这些都是我一直以来非常感兴趣的问题。这本书的“修订版”标签,让我相信作者在这些关键问题上,一定进行了深入的研究和思考,并可能纳入了一些最新的研究进展,比如在合成生物学、系统生物学或者计算生物学领域的发现。我希望这本书能够为我打开一扇新的窗户,让我以一种全新的、更本质的方式来理解生命。

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这本书拿在手里的感觉,是一种知识的厚重感。我翻开第一页,并不是直接进入理论讲解,而是作者的前言,我猜想,在前言中,作者可能会阐述他写作本书的初衷,他所理解的生物物理学的核心价值,以及他对未来研究方向的展望。这对我来说,是非常重要的,它能帮助我建立对整本书的整体认知,了解作者的思想脉络。我尤其关注书中“信息”这一主题的处理。在生物系统中,信息的传递和处理方式是如此的精妙,从基因的编码到神经信号的传递,都遵循着一套复杂的物理规律。我希望这本书能够深入剖析这些信息处理机制背后的物理学原理,例如,信息熵在生物系统中的应用,或者信息论在理解基因调控和信号转导中的作用。同时,我对“能量”的讨论也充满期待。生命体就是一个不断进行能量转化的系统,我希望能在这本书中看到对各种能量转化过程的清晰解释,比如光合作用中的光能转化,呼吸作用中的化学能转化,以及各种生物分子运动中的能量耗散。最后,“生命”这个词,我想这本书一定是从一个非常宏观的视角去解读生命的本质,或许会触及到生命的涌现,生命的复杂性,以及生命体与环境之间的动态平衡。

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联系学习物理和化学专业的同学都应该看看这本书,真是觉得相见恨晚!!

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正版书,送货快,非常满意

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就是它了

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不错 不错 非常好的一本书,值得拥有!

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好书好书好书好书好书必须买来看看

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对宇宙和生命起源感兴趣的人,这本书是非常不错的选择!

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RCW我爱你

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挺好的

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