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自由基 有一个不成对电子的原子或分子。不成对的电子使自由基不稳定、反应性强。在呼吸作用中泄漏的氧自由基，可能在生物的衰老和疾病过程中扮演着重要的角色。
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自由能 可以用来做功的能量（不是热能）。
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复杂生命的起源 致谢
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这本书标志着我生命中一段漫长旅程的终点，同时也是另一段新旅程的起点。前面一段，始于我先前的另一本书《能量、性、死亡：线粒体与我们生命的意义》（由牛津大学出版社于2005年出版）。那时候我刚开始思考本书讨论的问题：复杂生命的起源。关于真核细胞起源的问题，我深受比尔·马丁的影响。他在这个问题上有很多杰出的贡献，同时他和地球化学家迈克·拉塞尔在生命的起源、细菌和古菌的早期分化问题上做了很多创新研究。我那本书（以及这一本）中所有的内容，都植根于这两位演化生物学大师开创的研究基础。不过，本书中的另一些想法是我自己的新观点。写书给人思考的空间，对我来说，为普通读者写书是一种莫大的乐趣：思维必须清晰，表达思想的方式首先要让自己能够理解。这让我诚实地面对很多自己也不理解的问题，然后惊喜地发现，其中许多问题原来大家都不知道答案。所以，《能量、性、死亡》必然会提出一些创新的观点，而从那时开始，我就一直在反复思索。
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我在许多国际研讨会和大学讲座中提出这些想法，同时也渐渐习惯于面对尖锐的批评。这些观点不断完善，我对能量在演化中的重要性也有了越来越透彻的整体理解。有些敝帚自珍的想法，我也认识到它们的错误而最终放弃。然而，无论一个观点有多精彩，只有表达成严谨的科学假说并加以检验时，才能成为真正的科学。直到2008年之前，这些都是不可企及的梦想。2008年，伦敦大学学院为鼓励“大胆的思想者”提出开创性新思想，设立了一个新的奖项：开创性研究院长奖（Provost’s Venture Research Prize）。这个奖项的设立要归功于唐纳德·布拉本（Donald Braben）教授的思想。他是一位活力无限的学者，长期以来致力于推动“科学自由”（scientific freedom）。布拉本认为，科学的本质是不可预测的，所以不应该用规范去限制；而社会为了控制“纳税人提供的经费”，经常人为规定科学研究的优先方向。真正突破性的科学思想，几乎总是来自最出人意料的方向，这其实是逻辑上的必然。而这些思想的突破性和开创性，不仅表现在科学上，同时也会辐射到更广泛的经济层面，因为科学进步是经济发展最重要的动力源之一。所以，对科学家的经费支持，最好能单纯以科学思想的力度为标准（当然这极难衡量），而不是根据眼下理解的、符合人类切身利益的标准。后一种策略通常都会失败，因为开创性的真知灼见经常来自于现有研究领域之外，完全无视人为设置的界线。①
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我很幸运地取得了申请伦敦大学学院新奖项的资格：我的书中充满了亟待验证的新思想。更幸运的是，布拉本教授最终接受了我的申请。他是这个奖项的设立者，对此我非常感激；在他之外，我同样感谢伦敦大学学院的研究副院长戴维·普莱斯教授（David Price），以及院长马尔科姆·格兰特教授（Malcom Grant）。他们的慷慨与科学视野，给予这个奖项和我本人诸多支持。我也非常感谢史蒂夫·琼斯教授（Steve Jones）的支持，他当时是遗传、演化与环境系主任，热情接纳我进入该系——对于我当时从事的研究，那是最理想的环境。
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自六年前获奖之后，我一直竭尽所能，从各种角度研究我自己提出的很多问题。“开创性研究奖”提供三年的研究经费，足够我厘清研究的方向，争取其他来源的经费继续工作。非常感谢利华休姆信托基金会，在过去三年间赞助了我关于生命起源的研究。很少有机构愿意支持真正实验性的科学研究，因为新方向的草创时期会遇到各式各样的难题。幸好，我们设计的小型台式生命起源反应器（bench-top origin-of-life reactor）已经开始产出令人兴奋的结果。如果没有基金会研究经费的支持，这些都不可能实现。本书就是这些研究初步结果的精华总结，也是一段新旅程的起点。
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当然，这些研究都不是以一人之力完成的。我与杜塞尔多夫大学分子演化生物学教授比尔·马丁进行过许多讨论和思辨。他贡献了大量的时间、精力和思想与我合作，也毫不犹豫地纠正我的逻辑错误，或是无知。与马丁共同发表多篇论文是我真正的荣幸，我认为它们是对这个研究领域的重要贡献。在我的生活中，很少有什么事情能带来和马丁一起写论文那样的挑战和乐趣。我还从马丁那里学到了宝贵的一课：不要让那些想象中合理，但没有在真实世界中发现的可能性把问题复杂化；专注于生命中已知的实际现象，再去问为什么。
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我同样感谢安德鲁·波米杨科夫斯基，他是伦敦大学学院的遗传学教授，大家都叫他“波姆”。波姆是遗传演化学家，浸淫于这个领域的思辨传统之中，曾经与传奇人物约翰·梅纳德·史密斯和比尔·汉密尔顿共事。他既带有这些学者传统的严谨，又对生物学中亟待解决的问题特别有兴趣。我成功地说服他，复杂细胞的起源正是这样的问题，而他把我引入种群遗传学这个既抽象又强大的领域。从这些截然不同的领域、用不同的视角去探索复杂生命的起源，对我来说是个艰苦的学习过程，也是极大的乐趣。
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我在伦敦大学学院的另一位好友，以丰富的思想、精湛的专业技能和无限的热情推动了这些项目的进展，那就是芬恩·沃纳教授（Finn Werner）。他为这个课题引入了另一个迥异的视角，即结构生物学，特别是RNA聚合酶的分子结构研究。RNA聚合酶是一台非常古老、极其壮丽的分子机器，提供了生命初期演化的线索。每次与沃纳共进午餐时的交谈都令我倍感振奋，回来后总能准备好面对新的挑战。
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我也有幸与多名出色的博士生和博士后共事，他们的努力在很大程度上推进着这项研究工作。他们分为两组，一组负责实际操作反应器化学实验，另一组用数学技能来推演真核生物特征的演化。在此我要特别感谢巴里·赫希、亚历山大·威彻和埃洛伊·坎普鲁维这几位博士，正因为他们高超的实验技巧与协同一致的合作精神，才能在实验室中重现那些艰难的化学反应。还要感谢路易斯·达特内尔博士（Lewis Dartnell），他在项目初期帮助我们建造了原型反应器，让这些实验后续得以开展。在建造反应器方面，我还要感谢材料化学教授朱利安·埃文斯（Julian Evans）和微生物学教授约翰·沃德（John Ward），他们为反应器项目投入了大量自己的时间、技术和实验室资源，同时也和我共同指导学生。在这段求知的冒险旅程中，他们是我同舟共济的战友。
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另一组负责数学建模的博士生和博士后，都来自伦敦大学学院一个无与伦比的博士生训练项目，作为志愿者参与我们的研究。这个项目由工程与科学研究委员会（Engineering and Physical Sciences Research Council）赞助，有一个很酷的缩写名称：CoMPLEX②，是“生命科学中的数学和物理与实验生物学研究中心”（Centre for Mathematics and Physics in the Life Sciences and Experimental Biology）的缩写。与我和波姆一同工作的学生，包括来自CoMPLEX的泽娜·哈吉瓦西露、维克托·索霍、阿鲁纳斯·拉齐维拉维修（Arunas Radzvilavicius）、耶斯·欧文等几位博士，新近还加入了布拉姆·库伊珀（Bram Kuijper）和劳雷尔·福格蒂（Laurel Fogarty）两位博士。他们都从模糊的概念起步，之后都发展出了严密的数学模型，让我们更透彻地理解生物究竟是如何运作的。与他们共事是一段激动人心的旅程，我已经学会不再去预计将要得到什么样的成果。这方面的工作始于罗布·西摩（Rob Seymour）教授，他比大多数生物学家都更懂生物学，同时也是一名杰出的数学家。不幸的是，西摩于2012年死于癌症，享年67岁。他赢得了整整一代学生的敬爱。
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本书的内容基于我过去6年间与上述各领域学者共同发表的研究成果，共计25篇论文（详见参考书目）；另外，它还反映了更长一段时间里，我在学术会议、研讨会、与同行的电子邮件交流，甚至是酒吧闲谈中的思想碰撞与讨论，这些过程逐渐塑造了我的观点。我要特别感谢迈克·拉塞尔教授，他关于生命起源的革命性观念启发了新一代的科学家，而他在逆境中的坚持更是我辈的榜样。同样我也要感谢约翰·艾伦教授，他的演化生物化学假说照亮了我们的研究之路。艾伦同时是一名大胆敢言的学术自由捍卫者，这种精神最近让他付出了高昂的代价。我要感谢弗兰克·哈洛德教授，他用几本精彩的专著把生物能量学、细胞结构和演化理论结合在一起，而他对我开明理性的质疑，一直激励着我努力更多。还有道格·华莱士教授，他提出线粒体能量运作是驱动衰老与疾病的核心因素，富有远见又充满启发。还有巴哈教授，他清晰地看穿了关于自由基和衰老种种令人目眩的误解，我总是信服他的见解。最后我还要感谢格雷厄姆·戈达德博士（Graham Goddard），多年前他给我的鼓励和坦率建议，改变了我的生活道路。
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上面提到的朋友和同事，当然只是冰山一角。我无法在这里详述每一位影响我思想的学者，只能向他们全体致以真挚的感谢。下面是随机排列的名单：克里斯多夫·德西莫斯（Christophe Dessimoz）、彼得·里奇（Peter Rich）、阿芒迪娜·马雷查尔（Amandine Marechal）、圣萨尔瓦多·蒙卡达爵士（Sir Salvador Moncada）、玛丽·柯林斯（Mary Collins）、巴兹·鲍姆（Buzz Baum）、厄休拉·密特沃克、迈克尔·杜琴（Michael Duchen）、奎利·绍鲍德考伊（Gyuri Szabadkai）、格雷厄姆·希尔兹（Graham Shields）、多米尼克·帕皮诺（Dominic Papineau）、乔·圣蒂尼（Jo Santini）、于尔格·贝勒（Jürg Bähler）、丹·杰弗里斯（Dan Jaffares）、彼得·柯文尼（Peter Coveney）、马特·彭纳（Matt Powner）、伊恩·斯科特（Ian Scott）、安贾莉·戈斯瓦米（Anjali Goswami）、阿斯特丽德·温勒（Astrid Wingler）、马克·托马斯（Mark Thomas）、拉赞·乔达特（Razan Jawdat）和森古普塔（Sioban Sen Gupta），以上都是我在伦敦大学学院的同事朋友；剑桥大学的约翰·沃克爵士、迈克·墨菲（Mike Murphy）和盖伊·布朗（Guy Brown）；因斯布鲁克大学的埃里希·奈吉尔（Erich Gnaiger）；杜塞尔多夫大学的菲利帕·苏萨（Filipa Sousa）、塔尔·达冈（Tal Dagan）和弗里茨·博格（Fritz Boege）；罗格斯大学的保罗·弗科夫斯基（Paul Falkowski）；美国国家卫生研究院（NIH）的尤金·库宁；加州理工学院的戴安娜·纽曼（Dianne Newman）和约翰·多伊尔（John Doyle）；梅努斯大学的詹姆斯·麦金纳尼；达尔豪西大学的福特·杜利特尔（Ford Doolittle）和约翰·阿奇博尔德（John Archibald）；马赛大学的沃尔夫冈·尼奇克；纽卡斯尔大学的马丁·恩布利；埃克塞特大学的马克·范德纪森（Mark van der Giezen）和汤姆·理查兹（Tom Richards）；北伊利诺伊大学的尼尔·布莱克斯通；斯克里普斯海洋研究院的罗恩·伯顿；马尔堡大学的罗尔夫·陶厄尔；慕尼黑大学的迪特尔·布劳恩（Dieter Braun）；马德里大学的托尼奥·恩里克斯（Tonio Enríquez），利兹大学的特里·基（Terry Kee）；东京大学的田中雅嗣（Masashi Tanaka）；千叶大学的山口正视（Masashi Yama-guchi）；奥伯恩大学的杰夫·希尔；南加州大学的肯恩·尼尔森（Ken Nealson）和扬·阿门德；科罗拉多大学的汤姆·麦科洛姆（Tom McCollom）；牛津大学的克里斯·利弗（Chris Leaver）和李·斯威特勒夫（Lee Sweetlove）；波恩大学的马库斯·施瓦茨兰德（Markus Schwarzländer）；华威大学的约翰·埃利斯（John Ellis）；本·古里安大学的丹·密希玛（Dan Mishmar）；曼彻斯特大学的马修·柯布（Matthew Cobb）和布莱恩·考克斯（Brian Cox）；巴黎大学的两位莫特里尼，罗伯托和罗伯塔（Roberto and Roberta Motterlini），以及皇后大学的史蒂夫·伊斯科（Steve Iscoe）。感谢你们所有人。
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非常感谢各位试读本书部分（或全部）内容，并提出意见的朋友与家人。特别要感谢我父亲托马斯·莱恩（Thomas Lane），他牺牲了自己撰写历史著作的部分时间，阅读了本书的大部分内容，帮我从头到尾润色文字。还有乔恩·特尼（Jon Turney），他同样不吝自己的时间和评论，尤其在写作风格方面给了我很多建议，尽管他手头还忙着自己的写作项目。还有马库斯·史瓦兹兰德，他的热忱鼓舞我渡过了写作中最艰难的阶段。还有迈克·卡特（Mike Carter），在众多友人中，他是唯一一个读过我写的每本书、每一章，并且给了我很多犀利评论的朋友，有时甚至要求我更换装订手稿的纸钉。另有几位朋友虽然尚未读过本书，我仍然要感谢他们：伊恩·阿克兰－斯诺（Ian Ackland-Snow）、亚当·卢瑟福（Adam Rutherford）和凯文·冯（Kevin Fong），谢谢你们与我一起享用午餐，一起在酒吧闲谈。他们深知，这些对于我在艰苦创作中维持心理健康非常重要。
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不用我多说，多亏我的经纪人和出版社的专业才能，本书才能顺利出版。我非常感谢联合经纪公司的经纪人卡洛琳·道内（Caroline Dawnay），她从一开始就对这本书充满信心；感谢Profile出版社的编辑安德鲁·富兰克林（Andrew Franklin），他的编辑评论总是切中要害，让本书更加吸引读者。感谢诺顿出版社的编辑布兰登·库里（Brendan Curry），他敏锐地指出了很多不够简明的段落；还有埃迪·米齐（Eddie Mizzi），他在审阅中表现出了优秀的判断力和广博的知识；他的介入让我避免了多少错误和尴尬，我真不好意思说。此外还要感谢Profile出版社的项目团队：潘妮·丹尼埃尔（Penny Daniel）、萨拉·赫尔（Sarah Hull）和瓦伦蒂娜·赞卡（Valentina Zanka），本书从编辑到付印，以及之后的推广，都有赖于她们的工作。
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最后，我要感谢我的家人。我的妻子，安娜·伊达尔戈（Ana Hidalgo）博士，在创作本书的过程中与我同呼吸、共命运。每一章她都读过至少两遍，而且总是为我指明前行的道路。我信任她的判断与知识更甚于己，她的“自然选择”让我的写作技巧也发生了演化。尝试去理解生命，是我理想中度过生命的最好方式；但我早已知道，生命的意义和欢乐来自安娜，来自我们的两个宝贝儿子，埃内科和雨果，还有我们在西班牙、英国和意大利的大家庭。本书写于我生命中最快乐的时光。
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① 如果你想进一步了解布拉本教授的思想，他有几本观点鲜明的著作，最近的一本题目是《奖掖普朗克俱乐部：反抗权威的年轻人、桀骜不驯的研究者和空气自由的大学能促进长期繁荣》（Promoting the Planck Club: How Defiant Youth, Irreverent Researchers and Liberated Universities Can Foster Prosperity Indefinitely, Wiley, 2014）。
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② CoMPLEX的字面意思是“复杂”。——译者注
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