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1700001941 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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1700001943 自由能 可以用来做功的能量(不是热能)。
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1700001948 复杂生命的起源 [:1700000022]
1700001949 复杂生命的起源 致谢
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1700001951 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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1700001953 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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1700001955 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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1700001957 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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1700001959 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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1700001961 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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1700001963 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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1700001965 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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1700001967 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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1700001969 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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1700001971 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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1700001973 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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1700001975 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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1700001977 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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1700001981 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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1700001985 ②  CoMPLEX的字面意思是“复杂”。——译者注
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