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一般人于学生时代所习得的生物知识，已很难与平时在报纸或新闻中所见到的生物新知联结在一起。

　　其中最大的转捩点，便是60年前左右首度证明生物的遗传物质是DNA，自此，生物学的发展便随着科技进步一日千里。不仅经常颠覆既有的生物学常识，也改变生物学的研究方法和发展方向，使生物学已然成为基础知识与应用领域紧密整合的学科。生物学的基础知识（如生理学、生物化学、遗传学、生态学等）就能应用在医学、农业、食品、环境上。基础研究的需求推动新技术的开发，新技术又促使发现更新的知识。

　　因应如此快速变动的生物学知识，作者提醒我们要用新的方式进入生物学，同时将当今发展核心中的重要议题重新校准，说明时尤其注重基础与应用的连结，新奇有趣的例子更是随处可见，是了解最新生物学脉动的最佳入门书。

　　书中会先谈到何谓生物学、生物学包含哪些内容、有什么样基础且重要的观念和概念等等。再讲到有关生物的最小构成单位「细胞」以及地球生物的演化，继而提及人体的生理运作机制、遗传基因的奥秘、以及生物体的构成和发育原理。并进一步带到与医疗应用有关的生物知识，且当中特别提及目前相当受到瞩目的先端医疗技术——「基因制药」、「基因治疗」和「再生医疗」等等。最后则谈到与人、生物、地球环境之间息息相关的生态学。

　　全书由浅入深，由DNA等微观世界讲至生态环境等巨观世界，由基础知识连结到生技新知。范围广泛且形式有趣，相当适合做为基础学习或重拾生物学科知识的入门书籍。

好的，以下是一份为《图解生物学（修订版）》之外的、详细且内容丰富的图书简介，旨在介绍一本与生物学相关的、但内容不重叠的图书。 --- 探索生命的奥秘：复杂系统视角下的生命现象 书名： 《复杂生命系统：从分子到生态的涌现之美》 作者： 德里克·汉森 (Derek Hanson) 页数： 780页（含大量图表与案例分析） --- 内容简介 本书旨在为读者提供一个宏大且深刻的视角，来理解“生命”这一复杂现象，而非仅仅停留在基础的细胞结构或遗传物质的描述层面。我们不再将生命视为一系列孤立的机械过程，而是将其视为一个高度非线性、充满涌现性（Emergence）和自组织（Self-organization）的复杂系统。 《复杂生命系统》是一部跨学科的力作，它深度融合了系统生物学、信息论、网络科学、控制论以及演化动力学的前沿思想，旨在揭示生命系统在不同尺度上如何自我维持、适应环境并最终产生意义和功能。本书的目标读者包括但不限于生命科学的进阶学生、系统生物学研究人员、从事交叉学科研究的学者，以及对生命本质抱有深层好奇心的科学爱好者。 第一部分：复杂性的基石——从信息到结构 本部分着重于构建理解生命复杂性的理论框架。我们首先探讨信息论在生物学中的应用，分析遗传信息如何被编码、传输和解读，以及熵（Entropy）与负熵（Negentropy）在生命维持中的辩证关系。 随后，我们深入研究分子网络动力学。这不是简单的信号通路图谱，而是基于数学模型对分子相互作用的定量分析。读者将学习如何使用布尔网络、微分方程组来模拟基因调控网络、代谢通路中的稳态（Homeostasis）与振荡行为。重点讨论了“模块化”（Modularity）的概念，即生命系统如何通过模块化的组织来增强鲁棒性（Robustness）和可塑性（Plasticity）。 第二部分：自组织与涌现现象 复杂系统的核心特征在于“涌现”——整体的属性无法简单地由部分属性相加得出。本部分详细剖析了生命系统中常见的自组织现象。 我们从形态发生学（Morphogenesis）的视角切入，探讨图灵模式（Turing Patterns）如何在胚胎发育中驱动组织和器官的形成。通过对反应-扩散方程的深入解析，揭示了简单的化学梯度如何生成复杂的生物结构，例如斑马的条纹或昆虫的体节。 在细胞层面，我们将考察细胞骨架的动态重构及其在细胞迁移和分裂中的作用。这不是对微管蛋白的简单描述，而是将其视为一个实时响应外部机械力反馈的活性材料系统。此外，我们用相场模型（Phase-Field Models）来模拟细胞群体行为，如肿瘤的侵袭性生长和伤口愈合过程中的群体运动规律。 第三部分：网络科学与功能集成 生命体是一个巨大的、相互连接的网络。本书将系统生物学的分析工具与图论（Graph Theory）的强大框架相结合。 我们详细分类和分析了主要的生物网络类型：蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPIs）、代谢网络以及基因调控网络。读者将学习如何计算网络的拓扑属性，如中心性（Centrality）、聚类系数（Clustering Coefficient）和最短路径长度，并理解这些拓扑特征如何直接映射到生物功能上——例如，网络的核心枢纽蛋白往往是关键的“脆弱点”（Bottlenecks）。 一个关键章节专门讨论了网络重构与疾病。我们展示了如何利用临床数据和高通量实验结果，重建特定疾病状态下的分子网络图谱，从而识别出新的潜在药物靶点，超越了传统上孤立基因或蛋白质的研究范式。 第四部分：演化与适应的复杂动力学 生命系统是动态的，它不断地在环境压力下进行适应和演化。本部分聚焦于宏观尺度的复杂性。 我们引入演化博弈论（Evolutionary Game Theory）来分析群体内部的合作、竞争与利他行为的起源，特别是针对社会性昆虫和微生物群落的研究。 更进一步，本书探讨了适应性景观（Fitness Landscape）的拓扑结构。我们不再将演化视为简单的爬山过程，而是将其建模为一个具有多重峰值和峡谷的复杂地形。通过突变和选择的随机游走，我们模拟了生物种群如何穿越这些“峡谷”，实现从一种稳态到另一种稳态的跨越式演化（Punctuated Equilibrium）。 最后，在结论部分，我们探讨了生命与人工智能的未来交汇点。将生命系统的涌现性和自适应性作为启发，反思如何设计出更具鲁棒性和学习能力的非冯·诺依曼架构计算模型。 本书特色 跨学科的深度整合： 本书不仅涵盖了生物学内容，更融入了物理学、数学和计算机科学的前沿模型与工具，为理解生命提供了一个统一的理论框架。 强调动态与功能： 摆脱静态的结构描述，专注于生物过程的动态变化、反馈机制和系统尺度的功能涌现。 丰富的模型解析： 详细解析了微分方程组、网络分析指标、Agent-Based Modeling（基于主体的建模）等在生命系统研究中的应用，并附有清晰的数学推导与案例说明。 《复杂生命系统》不是一本教科书，它是一张通往生命科学新前沿的路线图，旨在激发读者用全新的视角审视和解析这个世界上最精妙、最令人着迷的复杂系统——生命本身。

作者简介    

大石正道

　　1961年生于东京。毕业于筑波大学第二学群生物学组，并取得筑波大学生物科学研究所的理学博士学位。1989年至1991年间在美国南卡罗莱纳大学担任助理教授，1991年起在北里大学卫生学系担任助理研究员一职，1994年转任至理学系。曾任职财团法人科学教育研究会之评审委员。研究领域为疾病相关之蛋白质体分析，曾改良二维电泳技术，分析有关各种疾病（尤其是糖尿病）的蛋白质。

　　已有《生物的原理》、《荷尔蒙的原理》、《生态系和地球环境的原理》、《人类基因体的原理》（以上均为日本实业社出版）、《图解荷尔蒙科学》（Ohm社出版）、《图解杂学基因重组和复制生物》（Natsume社出版）等多本着作，并曾负责《现代用语的基础知识》（自由国民社出版）一书中生物学用语的解说。兴趣是收集各种东西，曾经收集过贝壳与化石，最近则是被成山的报纸所掩没。

译者简介

洪悦慈

　　国立台湾大学生物机电所毕业，2003年开始兼职日文翻译，现于公家机关任职。

C1认识生物学
数学、哲学也包含在生物学中
生物的「善变」正是魅力所在
学习生物学不可单靠记诵
「品种」的概念正在动摇
书本知识并不完全符合自然界
生物体型大小的决定因素

C2生物源自细胞
探索细胞的奥秘
细胞分为许多种类
细胞的内部构造
细胞分裂的原理
细胞的寿命和细胞凋亡

C3生物不断地演化
什么是演化
生命的诞生
细胞是怎么诞生的
从单细胞生物演化出多细胞生物
寒武记的生物大爆发
生物之间的亲缘关系
生物陆续登上陆地
鸟类是恐龙的后代子孙
发生生物大灭绝的原因
各式各样的演化论
从猿猴身上看人类的演化

C4维持生命的身体机能运作
体内物质因不断地更换而得以维持
酵素不只是清洁剂而已
人体有两种不同的「唿吸」
能量货币「ATP」
为何有些人是不易瘦的体质
植物的叶子为什么会是绿色的
光合作用的原理

C5身体和情绪息息相关
是什么在控制着感情反应
压力带给身体的影响
视觉的运作机制
神经系统的原理及功用
荷尔蒙是体内的通讯方式之一
自律神经系统的功能
人体中血糖浓度的调节
用以影响其他对象的化学物质费洛蒙
避孕原理与荷尔蒙调节

C6基因与蛋白质
老鼠的儿子会打洞
肥胖基因的发现
血型是如何决定的
孟德尔的三大遗传原则
细胞与DNA
DNA的形状及运作机制
只由四码组成的遗传讯息
人类基因体计画
mRNA与转录因子
受到瞩目的蛋白质体分析
探究生物的运作系统
活跃于生物学上的奈米科技

C7人体是如何构成的
探索受精的奥秘
胚胎发育的准备
细胞的分化
细胞长成组织，组织长成器官
动物的身体蓝图
生殖器官的分化
复制羊桃莉的诞生
可随意进行分化的胚胎干细胞
利用胚胎干细胞发展再生医疗

C8应用于医疗方面的生物知识
什么是「健康」
什么是「免疫」
抵抗各种外敌的免疫系统
免疫系统失控会产生过敏反应
药物如何发挥作用
颠覆药物无法治疗感冒的观念
医学的明日之星——基因治疗
「SNP」的分析与研究
狂牛症的感染机制

C9放眼周遭环境的生态学
从微观世界跳入巨观世界
「族群」不等于「个体的集合」
生物在生态系中所处的位置
打造生物栖地
外来物种的害处
拯救濒临绝种危机的生物
以人与熊和平共存为目标
环境荷尔蒙造成的生态系污染
如何才能保护地球的环境
传给下一代一个丰饶的地球

推荐序    

由兴趣开始培养阅读钻研生物学的动力　严震东（国立台湾大学动物学研究所教授兼神经生物与认知科学研究中心主任）

　　生物学内涵深广，易学难精

　　生物学，或者更时髦一点称为「生命科学」，可以说是近来最热门的学门了。眼见生物科技即将改造我们的日常生活，脑科学正在探索我们的思想、意识，基因科学正在进入医学的每一个角落；不只是这些传统的农学、医学、心理学，就连物理、化学、工程、资讯、社会、人文、数学等等，几乎所有的学门领域都要和生物挂钩。掌握到这样的脉动，麻省理工学院规定所有学生不分科系都必修生物学；中研院院士会议也建议各大学应重视这门学科，让各学院都改为必修科目。生物学的重要性真是不容小觑。

　　不过，生物学这门学科可说是易学难精。记得我在初中时有一门「博物学」的课，范围包含了动物、植物、矿物，还有各式各样的图片和专有名称，念起来很有成就感，但是忘得也很快。生物学也是如此，常常会有学生觉得念了却好像没念，因为不容易掌握重点到底在那里；就像很多人都有逛博物馆、动物园、植物园、水族馆的经验，任何一个小有名气的馆园，都充满了新鲜、新奇的东西，看得大家眼睛凸出来、下巴掉下来，但是过两天再回想看看，却又好像不太记得看了什么。

　　我在大学里的生物类别学系教课，担任过很多年书报讨论课的指导老师，这门课进行的方式是每个学生都要找一篇自己有兴趣的研究论文，辅助相关的内容，轮流上台做二、三十分钟的口头报告，再一起讨论十分钟。有一阵子，「细胞内讯息传递」（Signal transduction）的研究很热门，那几年几乎一半的同学都在讲有关「细胞内讯息传递路径」的论文，但我非常惊讶地发现，一整年下来大家所探讨的内容几乎都没有什么重覆。光是细胞讯息传递的途径竟然就有这么多种，足见生物学的探究可以达到多么博深广大的程度！

　　亲身动手、培养兴趣是学习生物学的不二法门

　　我的研究室与医学工程、电机工程经常合作，因此有时也有机会到医工系或是电机系去教课，多如牛毛的生物专有名词常是这些数理工程学生的极大障碍。经常听到有人感慨可以考进医学系的应该都是聪明学生，但毕业之后却一辈子就是帮人看看流鼻涕、医医感冒什么的；不过，想一想要背下这么多的生物医学知识，并且融会贯通以后才能在诊间里灵活运用，不聪明、不博闻强记，似乎很难应付得来。

　　既然生物学的范畴如此地广泛精细，那么要怎么样才能掌握学习的窍门呢？我大学时念动物系，懵懵懂懂地过了四年，现在回头再看看以前的上课笔记，都会惊讶当时的幼稚与被动。不过，当年课程设计得非常好的一点是实验课很多，生态实习、比较解剖、切片染色……等等，几乎一大半的时间都是学生自己做、自己看、自己学，成效相当扎实。因此依据我的经验，自己动手、主动学习是培养兴趣、培养「Insight」的不二法门，有了动机、有了兴趣，才有可能不断钻研、痛下苦功。

　　不过，入门的读者还不需要到痛下苦功的程度，而更需要的是能够提起兴趣，对于这样的一般读者，我非常乐意推荐《图解生物学》这本书。这是一本文字精简并搭配了大量图解的读物，有点像牛顿杂志的合订版，书中也运用了许多趣味的例子。这本书的内容简洁有趣，相信无论对于高中生、大专生、甚至社会人士，应该都是开卷有益的。

评分☆☆☆☆☆

「一直以來，我對於自然科學都抱持著一種敬畏又好奇的心情，特別是生物學，總覺得那是個既熟悉又陌生的領域。接觸《圖解生物學（修訂版）》完全是個意外，我本來是想找一本簡單介紹人體構造的書，結果誤打誤撞發現了這本「寶藏」。最讓我印象深刻的是，它在解釋一些相對抽象的生物學概念時，使用了非常多的類比和生活化的例子。比如說，在講述免疫系統的工作原理時，書裡用「軍隊」和「敵人」來比喻，把白血球、抗體的功能描繪得生動形象，讓原本複雜的機制變得容易理解。而且，它對於不同生物的適應性演化也做了深入的探討，從沙漠植物如何在極端環境下生存，到深海生物如何適應高壓環境，書中都提供了豐富的案例和精美的插圖，讓我感受到大自然鬼斧神工的奧妙。這本書的排版我也很喜歡，大量的留白和清晰的圖文對比，讓閱讀體驗非常舒適，不會讓人產生壓迫感。我尤其喜歡它在介紹生物多樣性時，所展示的那些令人驚嘆的動植物照片，每一張都充滿生命力，也讓我對保護地球生態有了更深的使命感。這本書不僅讓我學到了知識，更讓我對生命本身產生了更深的敬意。」

评分☆☆☆☆☆

「老實說，我一開始對這本《圖解生物學（修訂版）》的期待並沒有很高，畢竟市面上圖解的科普書百百種，很多都只是把文字旁邊配幾張示意圖，內容還是很乾，甚至有些圖畫得馬馬虎虎，看了反而更混淆。但是，當我翻開這本書的時候，我真的被它的專業度和用心程度給驚艷到了！它的圖解不是隨便畫畫，而是非常精準、細膩，而且富有邏輯性。例如，在講述植物光合作用的過程時，它不僅有詳細的葉綠體結構圖，還用動態的流程圖展示了光反應和碳反應的細節，並輔以簡短但精確的文字解釋，讓你清楚知道每一個步驟的關鍵。我特別欣賞它在解釋一些複雜概念時，能夠從宏觀到微觀，循序漸進。像是講到生態系統時，它不是只列出幾個名詞，而是從一個區域的地理環境開始，然後逐步介紹其中的生物群落、食物鏈、能量流動，最後回到整個系統的平衡，這種「由大至小」的講解方式，讓我對生態學有了全新的認識。而且，書裡面的資訊量也相當豐富，涵蓋了從微生物到人類，從單細胞到複雜器官系統的各種知識，但它不會讓你感到資訊爆炸，而是很有條理地組織起來。這本書讓我重新燃起了對生物學的熱情，我覺得它不只是一本「圖解」書，更是一本能夠引導你深入思考的「啟發」書。」

评分☆☆☆☆☆

「我是一名文組出身的學生，老實說，對理工科系一直都有點距離感，尤其是生物學，總覺得公式、術語一大堆，讓人望之卻步。《圖解生物學（修訂版）》的出現，徹底顛覆了我對生物學的刻板印象！它的「圖解」功能真的做得太到位了，每一張圖都不是單純的裝飾，而是真的能夠幫助你理解內容。例如，在解釋DNA雙螺旋結構時，它不僅畫出了結構模型，還用簡單的動畫概念（儘管書本是靜態的，但圖示的動感讓你能想像），讓你明白鹼基配對和螺旋纏繞的原理。書中對於生物分類的介紹也讓我眼前一亮，它不只是列出門、綱、目、科、屬、種，而是用層層遞進的圖表，展示了不同物種之間的親緣關係，那種「樹狀圖」的概念，讓我覺得生物學的脈絡清晰許多。而且，它還會穿插一些有趣的生物小知識，像是為什麼有些鳥類有這麼鮮豔的羽毛，或者昆蟲是如何進行溝通的，這些額外的資訊讓我在學習中充滿樂趣，不再感到枯燥。我認為這本書最成功的地方，就是它能夠將原本可能讓人感到遙不可及的科學知識，轉化成普通人也能理解、甚至感到驚喜的內容。我本來以為我對生物學大概就是「聽聽就好」的程度，但讀完這本書，我發現我竟然開始能夠跟朋友討論演化論、基因突變這些話題了！這是一本真正能「點燃」你對科學熱情的好書。」

评分☆☆☆☆☆

「我本身是一名國中老師，任教科目雖然不是生物，但基於對科學的熱愛，我一直都很關注各領域的科普讀物。這次拿到《圖解生物學（修訂版）》，我只能說，這絕對是我近年來見過最紮實、最有誠意的生物科普書之一！它的圖解絕對不是為了「圖解」而圖解，而是每一張圖都承載著豐富的資訊和教學意義。像是它對於動物骨骼系統的介紹，不只畫出了完整的骨骼結構，還針對不同部位的骨骼的功能、連接方式做了非常細緻的標註和說明，甚至連常見的骨科疾病（像是脊椎側彎）也一併提及，這對於我們了解人體構造非常有幫助。更讓我驚喜的是，它在探討生物演化時，也融入了一些最新的研究發現，並且用非常易懂的方式呈現。例如，在講到人類演化時，它沒有停留在教科書上常見的「南方古猿」、「直立人」這些基本概念，還加入了基因比對、分子生物學等證據，讓我了解到科學的進步是如何不斷修正我們對過去的認知。這本書的文字風格也非常專業，但又不會過於艱澀，對於老師來說，這本書可以說是極佳的補充教材，很多難以解釋的觀念，透過書中的圖解，學生都能更容易理解。總之，這是一本兼具學術嚴謹性和普羅大眾接受度的優秀讀物，我推薦給所有對生命科學感興趣的學生、老師，甚至是一般大眾。」

评分☆☆☆☆☆

「天啊！我最近才入手了這本《圖解生物學（修訂版）》，簡直是相見恨晚！身為一個對生物學一直有濃濃興趣，但又覺得課本太枯燥的上班族，我嘗試過各式各樣的科普書籍，有的太學術，有的又太簡略，總是在「看得懂」和「學得到」之間找不到平衡點。結果這本《圖解生物學》就像及時雨一樣出現了！書的編排方式我真的非常喜歡，完全不是那種一開頭就給你一堆密密麻麻文字的感覺，而是用大量精緻、清楚的圖解來引導。像是講到細胞結構時，不是直接貼一張超複雜的示意圖，而是從最基礎的細胞膜開始，一層一層地剖析，再搭配簡潔的說明，讓你一目了然。我最喜歡的部分是它對生物演化史的呈現，用時間軸的方式，搭配不同時期代表性的物種插畫，那種宏觀的感覺，讓你真的能感受到生命演進的壯闊。而且，書裡面的語言很生活化，不會讓你覺得在閱讀一本教科書，很多地方都像是在跟一個很有耐心的老師在對話，解答了你心裡那些「為什麼會這樣？」的疑問。我之前對遺傳學一直感到頭痛，總覺得DNA、RNA、基因這些名詞聽起來就很遙遠，但書裡面用非常貼近日常生活的比喻，像是「基因是生命的藍圖」，搭配上圖示，我終於有種茅塞頓開的感覺！這本書真的是為我這種「視覺型學習者」量身打造的，我強烈推薦給所有對生物學感到好奇，但又怕被艱澀理論嚇到的人。」