寂寞的地球：宇宙唯一有复杂生命的行星 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Peter D. Ward, Donald Brownlee

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• 宇宙学
• 天文学
• 生命科学
• 行星科学
• 孤独
• 存在主义
• 哲学
• 科幻
• 地球
• 外星生命

　　◎2017年经典重出全新增订版，增齐参考资料与註释
　　◎古生物学家程延年博士推荐序〈我们是宇宙间的孤儿吗？〉
　　◎泰晤士报、纽约时报年度选书
　　◎美国AMAZON读者四颗半星推荐

　　宇宙间是否处处有生命？
　　哪些地质条件构成了高等生命演化的基础？
　　地球是否为宇宙间唯一的生命行星？

　　宇宙间是否有其他复杂生命？
　　亘古以来，我们仰望星空时，都会产生「这个宇宙到底有没有其他复杂生命呢？」的好奇，而众多的UFO目击报告，也加深了我们对于自己是否为宇宙间唯一的文明的疑惑。华德与布朗李这两位地质学与天文学的顶尖教授，将在这本书中展开一趟深度的科学探索，这也是第一次系统性地、科学性地回答这一个命题。

　　第一次以科学证据出发，全面检视宇宙行星中生命诞生的条件
　　两位作者从地球的各种地质证据开始，从最贴近我们的地球海床深处，扩及宇宙天文上的发现，远至木星的卫星欧罗巴，逐一比较讨论地球发展出生命的各种条件可能。他们认为，在宇宙中，微生物或等同微生物的生命型态应该非常普遍，但是复杂生命，尤其是动物和维管束植物，可能远少于一般假设的数量，因为高等生物演化与生存所需的条件──DNA的形成、板块运动和月球所扮演的角色等，非常复杂，是一连串偶然要素的相遇，才形成了地球上的复杂生物。两位作者并结合简单生命普遍和复杂生命稀少这两种推测，形成所谓的「地球殊异假说」，同时深入解释此种假说的根据，试着加以检视，若此假说为真，对我们的文化到底有何意义。

　　为什么复杂生命会在地球上诞生呢？
　　宇宙中真的有其他复杂生命吗？地球是宇宙间唯一的孤星吗？复杂生命为什么会在地球上诞生呢？其实，在本书作者所探讨的这些亘古以来，不断质问「为什么」的研究中，其实也是我们人类对于自身为何存在、存在的意义是什么的最深质问。

名人推荐

　　◎古生物学家程延年博士专文导读
　　◎建国中学地球科学教师曾世彬深刻推荐
　　◎北一女中地球科学学习网站地球科学读物推荐选书

好的，这是一本关于宇宙中生命探索的书籍简介，完全不涉及您提到的书名及其内容： --- 《星际漫游者：从微观到宏观的生命演化史诗》 探索生命的边界，追溯宇宙的脉动 在这部宏大而细致的著作中，我们将踏上一场跨越数十亿光年的旅程，深入探究生命如何在宇宙的尺度上诞生、演化，并以我们难以想象的复杂形式存在。这不是一本探讨特定星球宜居性的科普读物，而是一部关于生命本质、驱动力及其在不同物理和化学环境中潜在形态的深度哲学与科学交织的史诗。 本书的核心在于解构“生命”这一概念本身。我们将从最基础的化学反应开始，考察氨基酸、核酸等有机分子在极端环境下的稳定性与自组织能力。我们不会局限于地球上的碳基生命模式，而是深入分析硅基、甚至基于等离子体的生命假说，探讨信息存储和能量代谢在不同化学体系中可能实现的机制。 第一部分：原初的火花——生命起源的化学动力学 我们首先将聚焦于生命起源的早期阶段，这不是对米勒-尤里实验的简单重复，而是对早期地球乃至早期行星环境中，非生物合成如何跨越“无生命”到“有生命”的鸿沟的严谨分析。我们将梳理当前主流的“RNA世界”假说，并将其置于更广阔的化学背景中进行审视。 热液喷口与深海沉积物： 探讨这些极端环境如何提供持续的能量梯度和催化表面，加速复杂有机物的聚合。我们将细致分析矿物晶体表面在手性选择中的潜在作用，这是生命分子识别的关键一步。 行星际的播撒： 审视彗星和小行星携带的有机物对早期行星生命的贡献。我们不仅讨论物质的传递，更关注这些外来分子如何与本地化学环境发生复杂的相互作用，可能成为生命起始的“催化剂包”。 非平衡态热力学： 引入耗散结构理论，解释生命系统如何利用远离平衡态的能量流维持自身的有序性。生命不再被视为一个孤立的奇迹，而是宇宙基本物理定律在特定条件下的必然涌现。 第二部分：演化的阶梯——从单细胞到智能的形态学变迁 生命一旦出现，其演化便成为一个充满随机性与必然性的过程。本部分将脱离传统的进化树叙事，转而分析驱动复杂性增加的普适性机制。 基因组的结构与功能： 探讨基因组大小与生物复杂性之间的非线性关系。我们将分析大容量基因组的形成机制，如全基因组复制和水平基因转移，以及这些机制如何为新功能的出现提供“原材料”。 多细胞性的涌现： 多细胞性并非必然的进化路径。本书将对比分析动物、植物和真菌中独立演化出的多细胞策略，重点研究细胞间通信信号的复杂化，以及“牺牲”个体细胞以成就整体的社会性进化压力。 神经系统的拓扑学： 智能是生命演化的一个高峰，但并非唯一高峰。我们考察神经系统或等效的信息处理网络的结构效率。从简单的反射弧到高度整合的大脑，信息传递的延迟、带宽和错误率是如何塑造了生物的行为能力和适应性。我们特别关注那些没有中央神经系统的生物如何实现群体智能。 第三部分：宇宙中的异构生命——基于不同物理法则的生命形态猜想 这是本书最具想象力也最具推理性的一章。我们将构建一系列基于不同物理参数的“生命模型”，挑战我们对生命狭隘的认知。 极端环境的适应与重塑： 考察在极高压力、极低温度或强辐射环境下，生命体可能采取的替代性生物化学途径。例如，在木卫二的冰下海洋中，生命可能依赖于电化学梯度而非光合作用。 非物质的生命形态？ 探讨在等离子体或星际气体云中，是否可能存在以场相互作用或引力波动为基础的、具有信息处理能力的结构。这需要对“信息”的定义进行根本性的拓宽，将其从分子序列扩展到能量分布模式。 时间尺度的生命： 思考寿命极长的生物（如理论上的“克苏鲁式”生命体）与寿命极短的生命（如我们所见的某些病毒或瞬态化学簇）在信息处理和适应性上的差异。时间跨度本身如何影响“进化”的速率和方向？ 结语：生命的普适性与我们自身的定位 本书的最终目标并非寻找“另一个我们”，而是理解生命作为一种宇宙现象的普适性。通过解构生命在不同尺度、不同化学背景下的可能实现方式，我们得以跳脱出地球中心的视角，将生命视为宇宙演化中一个必然的、但表现形式极其多样的分支。我们将重新审视我们自身文明在宇宙时间轴上的位置，以及我们对“生存”和“繁荣”的定义，是否足够开放和包容。 《星际漫游者》为有志于超越传统生物学边界的读者、物理学家、化学家以及所有对宇宙终极奥秘心怀敬畏的人士，提供了一幅深刻而全面的生命演化图景。 ---

作者简介

华德 Peter D. Ward

　　华德为美国地质学家，现职为华盛顿大学西雅图分校以及阿德莱德大学史宾格地球生物学研究中心地质学教授，曾任NASA天体生物学研究所、加州理工学院等的研究职位。他是大灭绝研究的权威，专门从事白垩纪、二叠纪-三叠纪灭绝事件，之前的着作有《远方长毛象的唿唤》、《演化的目的》、《论麦修撒拉之路》等，《论麦修撒拉之路》更获得美国地质学会所颁发的「金三叶虫奖」，表彰他在地质学领域上杰出的贡献。

布朗李 Donald Brownlee

　　布朗李为美国天文学家，现职为华盛顿大学西雅图分校天文学教授，同时为NASA星尘任务的领航研究员，也是美国国家科学委员会之成员，专长为太阳系之起源、天体生物学、彗星和宇宙尘埃。他原本于加州大学柏克莱分校的时候主修为电机工程，之后在华盛顿大学获得天文学学位，并曾任芝加哥大学的杰出客座教授。1991年，小行星3259号以布朗李命名，此外，国际矿物学协会将一种从彗星中发现的褐铁矿以布朗李为名，表彰他在太空研究的贡献。他曾荣获美国国家科学院的「劳伦斯‧史密斯」徽章，以及美国气象学学会的「伦纳德」奖章，更于2007年获得NASA所颁发的特殊科学成就奖章。

译者简介

方淑惠

　　东海大学外文系、台师大翻译研究所笔译组毕。

余佳玲

　　政大外交系、台师大翻译研究所笔译组毕。

作者自序
中文版序 我们是宇宙间的孤儿吗？ 程延年
导论 天体生物学革命和地球殊异假说
宇宙的死寂区
地球殊异要素

第一章 宇宙可能处处有生机
绝地生物
古菌
接触火星
「适居区」的条件

第二章 宇宙的适居区
放逐至适居区外的行星
其他星球系统的适居区
星系之适居区
宇宙适居的地带与时机
行星适居性的终了
结论

第三章 建造适居的地球
元素的创造
建构地球
完工

第四章 地球生命首次出现
生命如何开始？
建构生命的祕方
建立遗传密码
形成生命所需的时间
生命形成之地点
行星的交会
生命之树与嗜极生物之起源

第五章 动物之形成
古老之二分法
「核」之一族
真核生物演化的环境条件
氧革命
真核生物形式与功能之演化
动物门之两大分化事件
动物演化：是生物突破抑或环境刺激？

第六章 雪团地球
禁锢于冰中
逃脱
第二次全球冰川作用
行星表面温度和生命出现

第七章 寒武纪大爆发之谜
寒武纪大爆发何时发生？
寒武纪大爆发中出现何种动物？
寒武纪大爆发是否无可避免？
如果有原因，那是什么原因引发了寒武纪大爆发？
寒武纪大爆发是否只是人类对化石纪录的穿凿附会？
寒武纪大爆发，寒武纪结束
多样性与体躯变异性
寒武纪大爆发后：多样性的演变
套用到其他行星上生命之频率

第八章 大灭绝和地球殊异假说
为大灭绝下定义
行星灾难的种类
大灭绝的频率
大灭绝的影响
风险和复杂度
地球上大灭绝的历史：十次事件
比较大灭绝的严重性
历来的灭绝风险
复杂度的利弊得失：风险和多样性
悬涯边的行星
行星灭绝的模式

第九章 分外重要的板块运动
板块运动
板块运动对生命的重要性
板块运动停止的影响
板块运动是全球恆温器
板块运动和磁场
为何板块运动仅发生于地球？
地球板块运动开始的过程与时间
板块运动是否抑制了地球动物生命的形成？
地球殊异假说最重要的要素为何？

第十章 月球、木星与地球生命
太阴星
木星

第十一章 检视地球殊异假说
高等生命
太阳系中的微生物

第十二章 评估机会
假想实验
争取时间：维持海洋和适中的温度
我们大月球的重要性和全凭机运的出现
他处动物生命和智慧的机率
有行星的恆星是否极不寻常？
行星频率和德雷克方程式

第十三章 来自星星的信差
观看宇宙
从人类史看地球
我们稀有的地球
中英对照表
 

推荐序

我们是宇宙间的孤儿吗？

　　改变世界的一天

　　一九九六年八月七日午后，艳阳的黄金余晖，铺洒到白宫翠绿的草坪。美国总统柯林顿缓步移向群集的媒体记者，正式宣称发现了火星上生命迹象的确凿证据。在这一刻之前，全世界仅有七个人知道这件祕辛（两位地质学家、一位古生物学家、一位电子显微镜影像专家、一位分析化学家与两位天文科学家），他们为美国航太总署效命，谨守誓言，密而不宣。这块源自火星上的岩石，将会彻底改变我们对宇宙间生命的看法吗？这果真是继哥白尼、伽利略推翻托勒密式地球中心论，达尔文、华莱士推翻古典创生论之后，科学革命另一波的高潮吗？我们在生命演化的漫漫长途中，不再是宇宙间的孤儿，「智慧」的生命形式遍存各处？来自火星上的讯息提供第一道确凿的证据，让我们在思维的网络中，重新思考「我是谁？我来自何方？又归于何处？」这一类亘古幽冥的议题。

　　一九九七年，天文学家兼科普作家高史密斯发表《寻找宇宙生命》专书，详述人类竭尽心力追寻外太空「小绿人」的努力，以及火星之旅的未来远景，如何牵动着「科学」成为人类生活的方式与因子。媒体上耸动的标题，夸张的向世人宣告：我们不是独一无二的，火星上有一群「智慧的生命」！宇宙间遍存着生命的形式！ET将再度造访地球！十九世纪盛极一时的胚种论认定：「宇宙之间，所有生殖体都是全能的，只要具有适合环境，就能发育而繁盛」。这种论调，像是幽灵再现，再次掀起轩然大波。

　　地球演化与生命演化的革命性思维

　　真理，是天边的彩霞；科学，是另一种信仰；信仰，定夺着我们对大自然的观点；而大自然是神祕的。爱因斯坦曾说过：「神祕，是人类所能经历过最奇妙的经验，它是所有真实科学与艺术之源泉。」科学是演化的，科学革命的本质有两个诱发、推动的面相：一是思维上的跃进，一是科技上的突破﹔两者之间相辅相成，相依相偎。

　　地球的演化，从水成论、火成论，静态地球观，到大陆漂移、海洋扩张、板块构造体系的动态地球观；生命的演化，从创生论、伊甸园、诺亚方舟大洪水的静态生命观，到演化论，遗传基因密码、分子钟、亲缘系谱建构的动态生命观。从达尔文的物竞天择，到洛夫洛克的互动共生；都是拥抱着另一种信仰，另一种价值，另一种哲学。

　　科学的诠释，建构在信仰的坚持，引领着另类可能的假说与结局。科学革命，从托勒密的地球中心论，到哥白尼、伽利略的宇宙天体论；从创生论到达尔文的演化论；从牛顿的万有引力运动律，到爱因斯坦的相对论；到尼采的基督之死；到弗洛依德的下意识观；从秩序的追寻，到混沌说、碎形论、复杂观。宇宙间果真有行诸四海皆为准的真理存在吗？我们果真能掌握到（并传授）终极的答案吗？当「科学」遇到「神学」，信仰的定义与分际又在哪里？

　　稀罕地球假说的提出，是一位卓越的地质学家与一位上穷碧落下黄泉的天文学家，携手共鸣谱出的暮鼓晨钟，发人深省。近十年来，在古生物学与演化生物学领域里突破性的发掘与发现：像是深水海域中黑色烟囱，炼狱式硫细菌为基底建构的食物链、生态系，迥异于以光合作用为基石的生态圈；深水中大堡礁的海底花园，以甲烷细菌建构的另一处私密花园；对微生物群集中，所称「嗜极端份子」细菌的开始理解；对三十五亿年前第一颗生命的起始，到六亿年前第一个复杂生命形式的迟滞演化，出现于化石纪录的深层省思。再度激发起科学家重新审视生命起源、适应、优势、变异、式微与灭绝、再复甦，多面相、多层级的复杂模式。

　　盖娅，后土─大地之母

　　地球这颗太阳系中独一无二的蓝色星球，这个我们栖居的家园，是一处安适的伊甸园吗？科学哲学家寇夫曼发表的专着《居之安：追寻自我组构与复杂性的律法》（一九九五年），试图阐明大自然中的律法。我们─智人是天地间一群孤独的种群吗？天文学家高史密斯发表的专着《寻找宇宙生命》（一九九七年），倾诉着宇宙间遍存生命的梦想。地球的演变与生命的演变，在时空布局的亘古苍芎中，到底是如何运作？科学哲学家洛夫洛克发表巨作《尊崇盖娅》（二○○○年），宣扬唇亡齿寒、生命共同体的真义，五雷灌顶，发人深省。猫头鹰翻译这本《寂寞的地球》专着，我们深信字里行间的假说精义，将是未来十年科学界持续争议辩驳的重要议题。让我们一睹为快，细细品味并加深思。

导论
 
天体生物学革命和地球殊异假说
 
每晚，许许多多的外星生物出现在世界各地的电视机和电影银幕中，从「星际大战」、「星舰迷航记」到「X档案」所传递的讯息很清楚：宇宙中充满了各式各样的外星生命形式，其体躯蓝图、智能和慈悲程度都大不相同。很明显的，我们的社会对外星生命充满期待，不但认为在其他行星上有生物，且全宇宙中，智慧生物，甚至是文明，出现的频率极高。
 
这种对于他处智慧生命的偏见，半因希望（或说是害怕）实情即是如此，半因天文学家德雷克和沙根的知名着作；文中二人为估计银河系中可能存在的先进文明数量，设计出「德雷克方程式」。此方程式是根据各项资料，推测银河中行星的数量、可能育有生命的行星比率，和行星上生物不但能够生存且进化到拥有文化的比例。德雷克和沙根从当时最佳的估算结果推出惊人的结论，亦即有智慧生物应该十分常见，遍布银河。事实上，沙根在一九七四年推论，单就银河系而言，就可能有一百万种文明。我们的银河系只是宇宙无数星系之一，因此智慧外星种族的数量必定极多。
 
银河系中有一百万种智慧生物文明，这种想法令人惊叹，但可信吗？德雷克方程式的解中隐藏有许多假设，需要重新加以检视。最重要的是，方程式假设生物一旦在行星上出现，就会进化成更复杂的生命，最后许多行星都会发展出文明；这正是发生在地球上的情形。生命在大约四十亿年前出现，然后自单细胞有机体演化成具组织和器官的多细胞生物，最终形成动物和高等植物。这种生命历史，即生物的复杂性不断增加，最后演化出动物的情况，是否是演化的必然结果，或甚至是普遍发生的情形？还是，这事实上是非常特殊的例子？
 
在本书中，我们会讨论到，在我们的银河系和宇宙中，不只是智慧的生命、甚至连最简单的动物生命形态都是极为稀有的。但这并非意味着生命是稀有的，只有动物生命是如此。我们认为微生物、或等同于微生物的生命形态，在宇宙中非常普遍，或许甚至比德雷克和沙根所想像的更为常见；然而复杂的生命，即动物和高等植物，可能远少于一般假设的数量。我们结合简单生命普遍和复杂生命稀少这两种推测，形成所谓的地球殊异假说。接下来我们会解释此种假说的根据，试着加以检视，并说明若此假说为真，对我们的文化可能有何意义。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我刚好在经历一段有些低落的时期，对周围的一切都提不起兴趣。无意中翻到这本书，我被它那充满诗意的书名所吸引。从第一页开始，我就被作者带入了一个宏大而又充满魅力的宇宙视角。他没有用那种空洞的概念来阐述，而是用一种非常个人化、甚至有些感性的方式，去描绘地球的独特性。我喜欢书中那些关于地球生命如何与环境相互作用的描述，仿佛每一株植物、每一只动物，都在这个星球上扮演着不可或缺的角色。作者在讨论宇宙中其他可能存在生命的地方时，也充满了想象力，他并没有局限于我们已知的生命形式，而是放飞了思维，提出了许多新颖的观点。读这本书，让我感觉像是与一位睿智的朋友进行了一场关于宇宙和生命的对话。它不仅拓展了我的知识边界，更重要的是，它让我重新看到了生命的美好和宇宙的壮丽，重新燃起了我对生活的热情和好奇心。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一个对星空和科学话题并不特别感兴趣的人，平时阅读的范围也比较窄。但朋友强烈推荐了这本书，于是我抱着试试看的心态翻开了。结果，我真的被深深吸引住了。作者的写作风格非常平易近人，他用一种非常生活化的语言，将那些可能听起来很遥远的科学概念变得触手可及。我喜欢他在介绍地球如何从一个荒芜的星球变成生命摇篮的过程中，所展现出的那种循序渐进的逻辑。读到关于地球磁场、大气层形成这些章节时，我才恍然大悟，原来我们习以为常的生存环境，背后隐藏着如此复杂而精妙的演化过程。书中对于“生命”的定义和探讨，也让我第一次从更广阔的视角去理解生命的意义。作者并没有局限于地球上的生命形式，而是拓展到了更广阔的宇宙范畴。读到最后，我甚至觉得，这本书不单单是一本科普书，更像是一本关于人生、关于存在的哲学启示录。它让我重新认识了我们星球的珍贵，也让我对生命的存在感到更加珍惜。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起这本书时，我期待的是一场关于宇宙奥秘的知识盛宴，而它最终给予我的，远不止于此。作者的叙事逻辑清晰，结构严谨，从地球初生时的混沌，到生命的萌芽，再到复杂生命的演化，每一个阶段的描写都环环相扣，引人入胜。我尤为欣赏作者在描述地球独特环境时所运用的细节，那些关于水、氧气、以及适宜温度的描述，都充满了科学的严谨性，但又没有失掉文学的美感。他巧妙地将一些硬核的科学理论，转化成易于理解的图景，让我这个科学门外汉也能津津有味地读下去。书中关于“偶然性”和“必然性”在生命演化中所扮演角色的探讨，尤其令我印象深刻。它让我开始思考，我们人类的出现，究竟是宇宙演化的必然结果，还是无数偶然因素叠加的产物？这种深度和广度的思考，让这本书不仅仅停留于对事实的陈述，更引发了我对生命起源和宇宙意义的深层追问。

评分☆☆☆☆☆

这本书我大概在两周前拿到手的，一直断断续续地读，终于在前天晚上读完了。说实话，在翻开第一页之前，我对这本书的期待并不是很高，原因很简单，我对“宇宙”、“生命”、“地球”这些宏大的概念总有一种莫名的距离感，总觉得它们过于抽象，难以真正抓住读者的心。但是，这本书却以一种出乎意料的方式，将这些宏大的主题变得鲜活而引人入胜。作者的叙事方式非常独特，他并没有采用那种枯燥的科普讲解，而是将科学知识巧妙地融入了一个个引人入胜的故事和生动形象的比喻之中。我尤其喜欢作者描述地球形成初期那些“偶然”的事件，仿佛一位老者在娓娓道来一个古老而又充满奇迹的故事。读到那些关于生命起源的猜想时，我甚至会不由自主地屏住呼吸，想象着那些微小的分子是如何在混沌初开的世界里，一步步孕育出生命的火种。而且，书中穿插的一些哲学思考，也让我受益匪浅。我曾经在某个深夜，看着窗外的星空，思考着我们人类在宇宙中的位置，而这本书无疑为我提供了一个全新的视角。它让我重新审视了我们所处的这个蓝色星球，也让我对生命的存在有了更深刻的敬畏。即使在合上书页之后，那些关于宇宙浩瀚、生命脆弱而又坚韧的思绪，依然在我脑海中盘旋，久久不能散去。

评分☆☆☆☆☆

我向来不怎么喜欢那些充斥着专业术语，动不动就让人云里雾里的科普读物，所以当我看到这本书的书名时，内心是有那么一点点抗拒的。然而，好奇心最终还是驱使我打开了它。不得不说，这本书的处理方式真的让我眼前一亮。作者的文笔十分流畅，甚至可以说是带着一种诗意。他并没有简单地堆砌科学事实，而是通过细腻的观察和充满想象力的描绘，将一个关于地球生命独特性的故事讲得绘声绘色。书中对于地球环境演变以及生命演化的叙述，仿佛是一幅幅精美的画卷在我眼前徐徐展开。我被书中描写的那些早期微生物的顽强生命力所震撼，也对地球上不同生命形态的多样性感到惊叹。更让我着迷的是，作者在探讨“宇宙唯一”这个命题时，并没有给出武断的结论，而是通过大量的科学证据和逻辑推理，引导读者自己去思考和判断。这种开放式的探讨方式，让我觉得非常有启发性。读这本书，感觉就像是在参加一场深刻的头脑风暴，它挑战了我固有的认知，也激发了我对未知世界的无限遐想。每次读完一章，我都会花很长时间去回味，去咀嚼作者所传递的那些深层含义。