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《解開生命之謎：運用量子生物學，揭開生命起源與真相的前衛科學》



★全球知名物理家《悖論》作者最新力作

★亞馬遜書店科普類書籍NO.1

★亞馬遜書店生物類書籍NO.1

★亞馬遜書店物理類書籍NO.1

★獨立報「年度選書」

★金融時報「年度選書」

★英國最受歡迎的科普作家，擬人化、譬喻式文風，輕鬆讀懂艱澀的量子力學



震撼科學界，

公開愛因斯坦、牛頓忽略的失落環節！

最前衛的「量子生物學」大膽主張：前置協商提前清償

量子力學，會不會就是「靈魂」的另一種說法？



當代最震撼的科學突破！

量子力學補足生物學的失落環節，生命之謎呼之欲出

神學、哲學、科學，終將握手言和......



生命，是宇宙最不可思議的現象。



明明構成人類、動植物的最基本原子，跟任何石頭都一樣，

為何在基因工程與合成生物學高度發達的今天，仍沒人能用無生命物質製造出生命來？



生命到底是什麼？僅是宇宙大爆炸後的化學作用產物？

還是被吹進了一口氣？因為靈魂注入？或者我思故我在？

一直以來，科學、神學、哲學界各說各話。

終於，近十年跨學科的「量子生物學」最前衛研究，找到了失落的環節，破解了生命之謎。



生命體跟機器不同，自動就能跑跳、呼吸、成長，候鳥能辨認方位，人類會愛恨、會思考??

生物所展現的這些「生命力」，過去不管是生物學，或者愛因斯坦學說與牛頓力學，都只能描述現象，

卻在解釋「怎麼來的」以及「怎麼運作」時，遇上了瓶頸。

直到最新研究發現，在在都跟「量子力學」脫不了關係！

特別是歸功於量子力學的一些「詭異」的特性，

例如：粒子神出鬼沒，可同時出現在多處、能穿牆而過，以及相距千萬里還能彼此溝通。



作者善用擬人化手法，解釋艱澀的量子力學，非理科背景也能看懂。

用粒子跳華爾滋與搖擺舞，解釋「量子自旋」；

拿醉漢回家路徑以及城市淹水做比較，說明「量子漫步」的效率；

用彈奏吉他來說明嗅覺的原理。

我們也搭上作者想像的奈米潛水艇，潛入植物葉綠體的分子森林，

看激子如何瞬間漫步到反應中心，不損失任何能量。



並且最重要的，親眼目睹量子力學運用它「詭異」特性，

在地球上創造出第一個生命體的過程（為生命吹進一口氣？）。

以及，生命體又如何運用量子力學，來做到這些奇蹟：



．光合作用將光變生命能，轉換率百分之百（太陽能發電僅百分之七十）。

．基因自我複製出錯率僅十億分之一（相當於你抄寫一千本書，僅抄錯一個字）。

．加拿大帝王蝴蝶飛到墨西哥過冬，隔年可飛回同一棵樹，且歸鄉的並不是牠，而是牠的孫子。

．而人類「意識」是一種量子力學的現象，人腦就是部「量子電腦」，運算力才會如此強大。



本書特色：

1.最尖端前衛科學研究成果，首度向普羅大眾公開。

2.打破藩籬，貫穿神學、科學與哲學，最具人性的科普之作！

3.同時輕鬆搞懂量子力學，與生命之謎。

【專業推薦】

李嗣涔｜台大前校長

孫維新｜國立自然科學博物館館長

索非亞｜《靈界的譯者》作者

黃貞祥｜國立清華大學生命科學系助理教授

潘彥宏｜北一女生物老師

鄭永銘｜前建國中學物理老師

鄭國威｜PanSci泛科學總編輯

簡麗賢｜北一女中物理教師

羅焜哲｜台南一中物理科教師

（按姓氏筆畫排列）



「科際間的整合總讓人興奮！之前奈米科技使生物、物理、化學交會出令人目眩神迷的想像，現在在量子的層級竟然還能持續碰撞激盪。這是一個全新領域的開端，就讓作者引領我們大步向前，看見生命無比燦爛的煙花。」──北一女生物老師潘彥宏



【哲學界與小說家盛讚】



「對於如此重要的一個新領域來說，本書富啓發性的敘述，非常具有教育意義。」──格瑞林/英國暢銷哲學書作者



「量子世界的微小物體能影響包含人類在內的一般生物世界，這類著作我讀過很多，但本書提出了最清楚的詮釋。在如此生動又充滿智慧的敘述中，它闡明了我們的世界如何包含並充滿量子的奇妙特性。」──菲力浦?普曼/英國暢銷科幻作家



【各類型主流媒體＆書評推薦肯定】



「物理學家吉姆?艾爾－卡利里和分子生物學家約翰喬伊?麥克法登，以極富說服力又睿智的方式闡述了這個非凡的領域......是對這項新興科學極其出色的探索。」──《自然》



「本書最好的風範就是它的論述──它明確又熱切地，提出了量子理論中一項重大的論點。」──《新科學人》



「這本令人震驚的書概述了一個幾乎無法存在的領域。它的論點是生命中那些次原子尺度難以描述的微小事件，對於人類或是動物的行為具有重大影響。」──週日電訊報



「作者成功地運用了富有啓發性又迷人的譬喻和比擬......讓某些難以形容的概念變得可以理解。」──經濟學人



「一本開創性的書......有著令人著迷的結論......對於所有正在尋找新的研究領域且真正具原創性科學書籍的人來說，這本書絕對值得一讀。」──金融時報



「熱血沸騰......作者的寫作技巧帶領我們騰空飛起，穿越遊歷奇特、壯觀且尚未被開發的科學疆域。」──泰晤士報



「鍥而不捨就能成功：書末的章節探索了生命如何從初始的化學湯中浮現，這會讓你對這個世界產生敬畏......作者問了『生命是什麼』，讀完這本書，答案似乎非常明顯──超乎你所預料的奇特。」──觀察家報



「本書優雅地揭開人對看帶自然的全新視野。」──獨立報

個人信貸利率

「把讀者帶入革命性新典範，一場知性的前緣科學振奮人心之旅。」──書選



「戰勝闡述的難度，讓艱澀的元素栩栩如生，作者排除萬難，讓量子理論站穩腳步。」──科克斯書評

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  
  理論物理學家、暢銷書《悖論》作者
  
  吉姆．艾爾-卡利里（Jim Al-Khalili）
  
  
  
  英國知名物理學家，在英國薩里（Surrey）大學任教並進行量子力學的研究。他致力科學公眾教育推廣，主持過許多電視與廣播節目，其中《化學：一段揮發性的歷史》（Chemistry: A Volatile History）以及《渾沌的祕密生活》（The Secret Life of Chaos）都曾獲英國影藝學院獎提名，最受歡迎的還有BBC的科學節目《科學化的生活》（The Life Scientific）。2007年獲頒皇家學會的麥可．法拉第（Michael Faraday）獎，2011年榮獲英國物理學會的克耳文（Kelvin）獎，並曾獲大英帝國官佐勳章（OBE）。
  
  
  
  著有多本暢銷科普書籍，被譯為二十種語言，包含《踏入宇宙的一小步：黑洞、蟲孔與時光機》與《悖論：破解科學史上最複雜的九大謎團》等。
  
  
  
  TED演講影片：https://www.ted.com/talks/jim_al_khalili_how_quantum_biology_might_explain_life_s_biggest_questions?language=zh-tw
  
  
  
  英國薩里大學分子遺傳學教授
  
  約翰喬伊．麥克法登（Johnjoe McFadden）
  
  
  
  英國薩里大學分子遺傳學教授，編撰過許多分子生物學及系統生物學方面的教科書。過去二十年，潛心研究結核病與腦膜炎，他同時也是第一個發明腦膜炎分子測試的專家。著有《量子演化》（Quantum Evolution）一書，編有《人類天性:事實與虛構》（Human Nature: Fact and Fiction），同時也是英國《衛報》的專欄作家，撰寫過有關基因改造玉米，迷幻藥和量子力學等議題文章。
  
  
  
  審訂者簡介
  
  
  
  鄭永銘
  
  
  
  畢業於台師大物理系、化學研究所，曾經擔任台北市教育輔導團資訊教育科輔導員，台北市教育局中小學創意競賽規劃委員，臺北市建國中學物理教師等職務，並經常出席全國中小學創意教學研習之講座，及海峽兩岸中小學資優研習營之講座。目前為公視「下課花路米」、「流言追追追」等節目的科學顧問。曾指導學生參加2008國際物理奧林匹亞競賽榮獲2面金牌。
  
  





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  譯者介紹

  
  
  
  
  王志宏
  
  
  
  英國蘭開斯特大學物理系博士，現為時空研究書苑專任講師。主要研究為宇宙的起源、黑洞以及廣卡債問題要問誰義相對論。
  
  
  
  吳育慧
  
  
  
  英國南安普敦應用數學系博士，英國劍橋大學應用數學與理論物理碩士（沃夫森學院），通過高等數學資格，現為時空研究書苑負責人與執行長。主要研究為黑洞理論、重力波、廣義相對論。
  
  
  
  吳育碩
  
  
  
  國立中山大學生命科學所碩士，中央研究院生物醫學所研究助理，現為國防醫學院生命科學研究所博士生。主要研究為心肌細胞之訊息傳遞。
  
  
  
  

解開生命之謎：運用量子生物學，揭開生命起源與真相的前衛科學－目錄導覽說明

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  譯者序：量子生物為生命現象，開啟全新視野
  
  
  
  1.序論
  
  2.生命是什麼？
  
  3.生命的引擎
  
  4.量子拍頻
  
  5.找到尼莫的家
  
  6.蝴蝶、果蠅與量子知更鳥
  
  7.量子基因
  
  8.頭腦
  
  9.生命如何開始
  
  10.量子生物：站在暴風邊緣的生命
  
  
  
  後記：量子生命
  
  參考文獻
  
  
  
  

生命詭祕的笑

在路易斯?卡羅（Lewis Carroll）的《愛麗絲夢遊仙境》裡，柴郡貓會突然消失，只留下牠露齒的笑容，這刺激愛麗絲注意到她「通常看到沒有笑容的貓，但從沒看過沒有貓的笑容」。很多生物學家感到類似的困惑，儘管他們已經知道熱力學怎麼在生物中運作，以及基因如何將形成細胞所需要的每一個步驟編碼，然而生命是什麼這個謎，仍舊對著他們露齒一笑。

我們的問題在於，每個生命細胞裡的生化反應實在太複雜。化學家人工製造出胺基酸或是糖類，幾乎每次總是只能合成單一個產物。他們必須小心控制反應所需的實驗條件，像是不同成分之間的濃度和溫度，來讓目標合成物可以最有效率地進行。這任務並不容易，而且需要小心控制許多不同儀器內部的實驗條件，例如訂做的燒瓶、冷凝器、分離器、過濾裝置和其他精密的化學儀器。但是每個你身體內的生命細胞，卻可以在一個僅有幾百萬分之一微升（註：一微升的水，體積是一立方毫米。）液體的反應室裡，持續不斷合成成千上萬不同的生化物質。所有這種種反應如何同時進行？還有，在這微小的細胞裡要怎麼協調所有這些分子的行為？這些問題是系統生物學（system biology）這個新的科學所關注的，但是我們可以很公正地說，答案仍然是個謎。

另一個生命的謎團是終有一死。化學反應的一個特點則是它們總是可逆的。我們可以寫下一個化學反應的方向：基質 → 產物。但是實際上逆向的反應：產物 → 基質，也是可以同時進行的。只不過在某一組定好的環境條件下，會導向其中一個方向。但是，總是有可能找到另外一組條件，讓逆向的化學反應發生。例如，化石燃料在空氣中燃燒，基質是碳和氧，而單一的產物是溫室氣體二氧化碳。一般認為這是不可逆的反應，但是某些型態的抓碳技術，正嘗試逆轉這個反應過程，藉著外加能量去驅動逆向反應。例如，伊利諾斯大學的瑞奇?馬賽爾（Rich Masel）已經創立了一個公司——二氧化物材料公司（Dioxide Materials），目標是利用電能將大氣層中的二氧化碳，轉變成汽車的燃料。

生命卻不一樣。沒人發現過任何條件能讓反應方向變成：死細胞 → 活細胞。就是這個難題，讓我們的祖先提出靈魂這個想法。我們不再相信細胞擁有某種靈魂，但是當細胞或人死去時，究竟是什麼東西不可逆了？