观念生物学1：模式．能量．讯息（全新修订版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Mahlon Hoagland, Bert Dodson

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• 生物学
• 观念生物学
• 模式
• 能量
• 信息
• 系统生物学
• 复杂性科学
• 生命科学
• 认知科学
• 跨学科研究

　　●全新修订版，新增作者再版序
　　●由生物学家与画家激盪出来的心血结晶
　　●以前所未有的角度，颠覆你对生物学的想像
　　●插画精采，令人爱不释手

　　你能想像，「高高在上」的你，和微不足道的细菌，
　　都用着同样的DNA语言，指挥生命的运作吗？

　　全世界的甲虫约有30万种，尽管色泽、花纹、图样都不同，
　　但万变不离其宗，牠们都有着头、胸、腹的基本结构，
　　只是比例不尽相同。

　　细菌、玉米、枫树、青蛙、蜘蛛、蝙蝠、大象、人类，
　　看起来是多么不一样啊，
　　但这些生物的细胞内竟然有共通的「能量货币」，
　　真是不可思议呢！

　　从最微小的细菌到最复杂的人类，全部被16种共通的模式贯穿，
　　任凭生物世界再怎样缤纷多样，全都在这些共通模式下一视同仁。
　　这就是《观念生物学1、2》要传达的核心观念。

　　书中随处可见丰富的想像力以及新鲜多汁的比喻，
　　搭配上精致、俏皮的插画。
　　让我们更加了解生命如何运作，赞叹大自然的美丽！

强力推荐

　　长久以来，对于可能制造生命的分子，
　　以及生命如何演化成今日瑰丽的各样形式，一般人所知甚少，
　　《观念生物学1、2》以聪明、愉悦的方式，揭开了这层面纱。
　　——华森（James D. Watson），1962年诺贝尔生理医学奖得主

　　这套书十分出色！
　　充满了想像力、创造力、让人一目了然的图解，以及幽默的漫画，
　　《观念生物学1、2》是治癒生物盲的解药。
　　这套书能激发我们了解，
　　所有的生物是如何息息相关，每个生命都有共通的东西。
　　——穆雷（Joseph E. Murray），1990年诺贝尔生理医学奖得主

　　●顶尖高中推荐阅读书单
　　●大学生物课程指定教材
 

好的，这是一份针对一本名为《观念生物学1：模式．能量．讯息（全新修订版）》的图书，但内容完全不涉及该书主题的图书简介。这份简介将聚焦于一个完全不同的领域，并力求详尽和自然。 《失落的炼金术与图灵的迷宫：数字时代前的符号学探秘》 作者： 埃利亚斯·凡·德·韦斯特豪芬 出版社： 苍穹之眼文化机构 【内容提要】 在二十世纪的信息革命浪潮席卷全球之前，人类文明中早已潜藏着一套关于“结构”、“流转”与“编码”的古老智慧。本书深入挖掘了文艺复兴晚期至启蒙运动初期，欧洲思想界中一个被主流科学史忽视的领域——“准计算性符号学”（Proto-Computational Semiotics）。它并非关于电子线路或现代算法的讨论，而是追溯那些试图用机械、符号和几何图形来捕捉、分类和操控“意义”的先驱思想者的工作。 本书的核心论点在于，在图灵和冯·诺依曼的时代到来之前，西方学者们已经在试图构建一种“思想的机器”和“意义的架构”。我们不再讨论生命的起源或遗传密码，而是聚焦于那些试图通过可重复、可转译的符号系统来模拟认知过程的尝试。 【第一部分：炼金术士的逻辑：从物质转化到符号转换】 第一章：玻墨的“万物符箓”与早期机械论 本部分首先审视了十六世纪末期，那些痴迷于寻找“世界万物通用语言”的哲学家和神秘主义者。特别是约翰·玻墨（Johann Böhme）及其追随者，他们试图将物质世界的元素周期与精神世界的等级结构进行映射。我们细致分析了玻墨体系中“苦涩”、“酸涩”、“甜美”等概念如何被视为一种原始的、可量化的“信息状态”，而非单纯的化学或感官体验。这不是对生物化学过程的探究，而是对一种形而上学编码系统的解构。 第二章：莱布尼茨的“通用文字”与逻辑的边界 我们将焦点转向莱布尼茨的“Characteristica Universalis”构想。这里的关键并非是分析其对现代计算机科学的直接影响（那已是公认的事实），而是研究其在那个时代背景下的具体实践。我们查阅了凡尔纳·卡尔森（Verne Karlsson）在1710年的一批未发表手稿，其中展示了他试图用一套二维图形系统来处理法律判例的尝试。这种尝试的失败——或曰其局限性——在于它未能解决“上下文依赖性”问题，即符号的意义在不同的逻辑场景下会发生飘移，这与当代语义学的困境惊人地相似。 【第二部分：时间的几何学：流动的网络与结构的约束】 第三章：马勒布的“流体力学模型”与社会秩序 十七世纪中叶，在法国，一位名叫安托万·马勒布（Antoine Malebranche）的学者，试图用流体力学（Hydrodynamics）的原理来解释社会阶层的流动性与稳定性。他构建了一个复杂的、封闭的液体循环系统，用管道的粗细、流速的阻力来比喻贵族与平民的权力转移。本书将此视为一种早期的“网络拓扑”分析——关注系统中的压力分布和瓶颈效应，而非生物体的代谢或生长。我们考察了马勒布如何使用精确的几何绘图来预测社会动荡的“临界点”。 第四章：早期统计学的幽灵：概率与信仰的度量 在概率论尚未成熟的年代，一些神学家和博彩者开始尝试用数字来量化“运气”和“天命”。本书详述了费迪南德·霍斯特（Ferdinand Horst）在1688年提出的一套“信仰分配表”。霍斯特试图通过计算特定历史事件发生的频率，来推导上帝干预的“概率密度函数”。这是一种将抽象的形而上学信念转化为可操作的（尽管是伪科学的）数值模型的尝试，它触及了量化不确定性的早期边缘。 【第三部分：信息处理的前夜：图与链的构造】 第五章：西蒙尼德斯的“记忆宫殿”的结构解析 我们对古老的记忆术进行了结构主义的重构。不再将其视为简单的记忆技巧，而是视为一种三维信息检索系统。意大利学者西蒙尼德斯（Simonides）的理论被分解为“节点（地点）”、“边（路径）”和“荷载（信息密度）”。通过分析其空间布局，我们揭示了这种方法如何无意中确立了早期图形用户界面（GUI）的某些空间逻辑——即信息的“位置”即是其“索引”。 第六章：制图学的密码学：从地图到状态空间 十八世纪早期的制图学，特别是海图的绘制，对定位和导航提出了极高的精度要求。本书探讨了地图绘制者如何通过不同的投影法来“编码”地球表面的扭曲。我们对比了基于经纬度的传统编码与基于等角投影的创新编码，后者实际上是在处理一种空间数据压缩和失真平衡的问题。这是一种早期的“数据可视化”策略，旨在使复杂的几何关系在二维平面上得以有效传达。 【结语：符号的遗产与未竟的宏图】 《失落的炼金术与图灵的迷宫》最终指向一个结论：现代信息科学并非凭空出现，而是建立在一系列跨越了科学与神秘主义边界的早期结构性思考之上。那些试图用符号、几何和机械来捕捉“意义”和“秩序”的先驱者，虽然他们的工具和术语充满了时代的局限性，但他们对可转换性、可重复性和系统性的追求，构成了数字文明的深层哲学基础。本书提供了一个别样的视角，审视人类在尝试驯服抽象概念时所走的弯路与辉煌。 读者对象： 历史哲学家、符号学研究者、科学史爱好者，以及对启蒙运动思想边缘领域感兴趣的读者。 装帧特点： 采用哑光黑纸板精装，内页配有大量17、18世纪的罕见手稿复刻图版，以还原早期计算符号的视觉质感。

作者简介

霍格兰Mahlon Hoagland

　　杰出的分子生物学家，美国国家科学院院士。

　　霍格兰在科学上有许多成就，最重要的有：发现胺基酸活化酵素；以及发现转移RNA（tRNA），揭露了DNA携带的讯息如何转译为蛋白质的机制。

　　退休后专注于科学写作与教育，与窦德生合着的《观念生物学1、2》是他的代表作。

　　霍格兰于2007年辞世。

窦德生Bert Dodson

　　才华洋溢的画家，曾为80多本书绘制插画，也是连环漫画《核潜艇》（Nuke）的作者。

　　窦德生在设计学院开课多年，教人如何画插画与素描；他还写了一本受欢迎的书《会拿笔就会画》（Keys to Drawing）。

译者简介

李千毅

　　密西根大学生物硕士，曾任天下文化编辑。

　　译有《观念生物学1～4》、《观念化学IV》、《现代化学II》（合译）、《金色双螺旋》（合译）等书。
 

再版序  生物世界总有说不完的故事
作者手记  赞叹生命的一致性
简介
第1章  模式——16种你该知道的生命现象
第2章  能量——点燃生命的火花
第3章  讯息——收藏工作指南的百宝箱
译后记
注解
 

再版序

生物世界总有说不完的故事
窦德生、郝克（窦德生是本书作者，郝克是本书作者霍格兰的女儿）

　　最早是霍格兰博士期盼能写一本书，阐述所有生命的共通性，也就是多样外表下蕴含的相似之处。他想传达给读者的，是生命如何利用相同的分子、规则与限制，创造出我们周遭所见多采多姿的世界。他深信未来四分之一世纪尽管会出现许多重大的科学发现，但基本的故事不会改变，反而将更备受瞩目、更加丰富。

　　本书发行第一版时，基因学领域正爆发许多新的概念和实验方法。举例来说，我们原本以为人类基因组大约有70,000个基因，但人类基因组计画显示，我们远远高估这个数字了。我们的基因其实不到20,000个，跟小鼠的基因数差不多。基因「混合搭配」的弹性将零零碎碎的DNA以复杂的方式组合，使我们与小鼠之间产生天壤之别。

　　目前，新颖的实验室技术让基因治疗成为惯常的程序。将基因从一种生物移至另一种生物体内，如今已经是稀松平常的事了。我们还复制了动物；有一些小孩拥有三名生物学上的父母；科学家甚至以DNA当作运算工具。这些发展让我们更迫切需要一本书，把基因与蛋白质的微观世界，和动植物的巨观世界连结起来。

　　霍格兰博士晚年积极教授《观念生物学》的内容，并且四处演讲。他的女儿茱蒂．郝克（Judy Hauck）是着名的科学作家与编辑，她把这本书另外改写成一本教科书版的《新观念生物学》，目前正针对该书描写的DNA、RNA和蛋白质分子制作教案（请见TeachDNA.com网站）。

　　霍格兰于2007年辞世。他是备受尊崇的科学家，转送RNA的共同发现者，也是启迪人心的老师，同时是令人敬爱的朋友与父亲。他若知道我们的书有更多中文读者，一定会非常高兴。

　　摘自《观念生物学1》再版序
 

第1章模式
——16种你该知道的生命现象
 
想要把生命视作一个整体，或想要观察所有生物的共同点，你需要改变一下平常看待事物的角度。你必须超越一只昆虫、一棵树、一朵花的局限，去寻求更宏观的视野。生命的反应过程与组成结构一样重要，从这样的观点出发，我们可以找出生命共通的模式与规则。所有的生命都是透过这些规则来创造、组合、循环、以及再创造。
 
在这里，我们准备描述生命的16种模式，从最小的生物到人类这样复杂的生物，大多可以适用。我们不敢说生命恰好只有这16种共通的规则，我们的用意只是邀请读者换个角度，从以往欣赏每种生物的独特性，转向去体认所有生物的共通性。
 
生命的16种共通模式：
1.生命是由简到繁组成的
2.生命是由基本单位串连而成的
3.生命需要内外之别
4.生命使用少许的主题制造出许多变奏曲
5.生命是依照讯息来组成的
6.生命借由讯息的重组来创造新变化
7.生命的创造会发生失误
8.生命发生于水中
9.生命需要醣类来维持运转
10.生命週而复始的运作
11.生命反覆利用它所使用的东西
12.生命借由汰旧换新来维持
13.生命倾向最适状态，而非最大状态
14.生命是机会主义者
15.生命在互助的基准下彼此竞争
16.生命彼此相关、彼此依存
 
1.生命是由简到繁组成的
 
小东西的影响力
 
我们应该将每一种生物视作一个小宇宙，也就是由一大群能自我繁衍、而且小得不能再小，又多如满天繁星的细胞所组成的微小世界。
 
——达尔文
 
早期演化学的争议总是绕着「人类与猿类来自同一个祖先」打转，这在当时是个很可怕的观点。其实，达尔文的想法有更激进的含意：每个个体都是由更小的个体（细胞）组成的群集，每个细胞则由还要更小的无生命东西组成。这些微小的无生命物体正是演化史上首先发展出来的东西，它们经年累月逐渐拼装成细胞，细胞后来又组装成多细胞生物。我们的祖先是会游动的小生物，类似我们现在所称的细菌，而细菌的祖先则是一些会自我复制的分子。

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真的顛覆了我對生物學的刻板印象。我本來以為生物學就是背誦一堆專有名詞和解剖圖，但這本書完全不是那回事。它從一個非常宏觀、哲學的視角切入，探討生物學最根本的運作原理。 作者真的很厲害，他能夠將非常複雜的生命現象，用淺顯易懂的比喻和邏輯，引導讀者一步步去理解。比如說，在講到「模式」時，他沒有直接跳到細胞結構，而是從生活中常見的對稱、螺旋、分形等概念出發，讓你意識到這些「模式」其實普遍存在於自然界，而生物體更是將這些模式運用到了極致。我記得書中提到鳥類羽毛的結構、貝殼的螺旋生長，還有花瓣的排列方式，這些都讓我驚嘆於生命形式的優雅和精巧。它讓我不再只是被動地接受知識，而是主動地去思考「為什麼」生命會呈現出這樣的樣貌。 接著進入「能量」的部分，我原本以為又是關於熱力學定律的枯燥內容。但作者的處理方式完全不同，他更強調生命體「如何」運用能量來維持其獨特性。他描述了生物體如何像一個高效的能量轉換器，從環境中汲取能量，然後將其轉化為生命活動所需的各種形式，像是生長、運動、繁殖等等。書中對光合作用的闡述，不再是單純的反應方程式，而是像在描繪一幅太陽能轉化為生命力的畫作。讀著讀著，你會感覺到生命體與其所處的環境之間，有著一種密不可分的能量連結，彼此互相依存。 然後是「訊息」的篇章，這部分更是讓我大開眼界。作者將基因、DNA，甚至細胞間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他闡述了生命體如何接收、處理、儲存和傳播這些訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於細胞信號傳導的描述，就像在看一個微觀世界的通訊網路，各種訊息分子在其中穿梭，傳遞著重要的指令。這讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的堆砌，更是一個複雜的訊息處理系統。總之，這本書以一種全新的觀點，帶領讀者重新認識生命，非常推薦！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真是太有意思了！我平常對生物學不太感興趣，覺得很多東西都太抽象、太理論化，但這本書卻讓我用一種非常新鮮、非常生活化的方式去理解生命。 作者開頭從「模式」這個概念切入，這讓我非常驚喜。我從來沒想過，生命體的各種形態和結構，竟然可以跟生活中常見的「模式」產生連結。書中舉了很多有趣的例子，像是建築的對稱性、自然界的螺旋結構，然後再把這些「模式」的概念，巧妙地應用到生物學的各種現象上。像是植物葉片的脈絡、動物身體的對稱、甚至是微生物的生長方式，都展現了某種精巧的「模式」。它讓我開始用一種更具藝術和設計感的角度去欣賞生命，覺得生命本身就是一個充滿了精妙「模式」的藝術品。 接著，「能量」的討論也讓我印象深刻。作者並沒有直接講述枯燥的能量公式，而是從生命體如何「巧妙地」獲取、儲存和利用能量的角度來闡述。他把生物體比喻成一個不斷在與環境進行能量交換的「魔法裝置」，然後去解釋這些能量是如何被轉化為生命活動所需的動力。我特別喜歡書中對於「生命」的定義，認為生命就是一種能夠持續抵抗熵增、維持低熵狀態的「能量耗散結構」。這個說法讓我對生命的本質有了更深的理解，感覺生命本身就是一種充滿動態的能量現象。 最後，「訊息」這個概念的引入，更是讓整本書的格局更加開闊。作者將基因、DNA，甚至細胞之間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他讓我覺得，生命體就像一個龐大的「資訊處理中心」，不斷地接收、處理、儲存和傳播各種訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於「訊息」在演化過程中的作用的描述，更是讓我大開眼界。它讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的組合，更是一個複雜的訊息流動過程。總之，這本書真的讓我對生物學有了前所未有的全新認識，非常值得一讀！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》實在是太不一樣了！我平常很少接觸這類型的書，總覺得生物學離我生活太遙遠，但這本書的內容卻讓我耳目一新。它不是那種硬梆梆的教科書，而是用一種非常引人入勝的方式，來闡述生物學最核心的原理。 作者一開始就從「模式」這個概念出發，這讓我感到非常新奇。我從來沒想過，生命體的各種形態和結構，都可以歸結為「模式」的存在。書中舉了很多貼近生活的例子，像是建築的對稱性、河流的分叉，甚至是人類的面孔，都展現了某種「模式」。然後將這些模式的思考延伸到生物體，像是植物葉脈的走向、動物骨骼的結構、甚至微生物的複製方式，都會發現其中隱藏著精巧的「模式」。這讓我開始重新審視身邊的生物，覺得它們不再只是單純的個體，而是充滿了數學和幾何學之美的「模式」展現。 接著，書中探討「能量」的部分，也讓我非常著迷。作者並沒有像一般書籍那樣，直接講解各種能量的形式，而是著重於生命體如何「運用」能量來維持自身的生存和發展。他用很生動的比喻，把生物體比喻成一個需要不斷補充能量的「引擎」，然後去解釋這些能量是如何被獲取、儲存、以及轉化為生命活動所需的動力。我印象特別深刻的是，書中對於「適者生存」的概念，也是從能量的角度去解釋，認為那些更有效率地獲取和利用能量的生物，就更有可能在環境中生存下來。這種觀點讓我對演化論有了更深一層的理解。 最後，「訊息」這個概念的引入，更是為整本書增添了深度。我一直以為生物學的「訊息」主要就是指 DNA，但書中將範圍擴大到細胞間的溝通、神經系統的傳導，甚至是整個生態系的資訊交換。作者將這些複雜的過程，描繪成一個龐大而精密的「資訊網」。他讓我覺得，生命體不只是在消耗能量，更是在不斷地接收、處理和傳遞訊息，來應對外界的變化和維持自身的穩態。這本書真的讓我跳脫了過去的認知，讓我從一個全新的角度去理解生命，非常推薦！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真的讓我驚豔到不行！我之前一直覺得生物學離我有點遙遠，但這本書的寫法非常特別，它不是那種枯燥的教科書，而是用一種非常哲學、非常創新的角度來剖析生命。 作者一開始就從「模式」這個詞切入，我本來覺得這好像跟生物學沒什麼直接關係，但讀下去才發現，原來生命體的各種形態、結構，甚至是行為，都蘊含著深刻的「模式」。書中用了很多生活化的例子，像是建築的對稱性、自然界的螺旋現象，然後再將這些「模式」的概念，巧妙地連結到生物學的各種現象。像是植物的葉脈排列、動物皮膚的紋路，甚至是單細胞生物的複製方式，都會讓你看到其中蘊含的精妙「模式」。它讓我開始用一種全新的眼光去觀察身邊的生物，感覺它們不再是單純的個體，而是充滿了設計感的「模式」的集合。 接著，「能量」的討論更是讓我嘆為觀止。作者沒有只是講述能量守恆定律，而是深入探討生命體如何「巧妙地」利用能量來維持自身的運作。書中將生物體比喻成一個不斷在與環境進行能量交換的「系統」，然後去解釋這些能量是如何被獲取、儲存、以及轉化為生命活動所需的動力。我特別印象深刻的是，書中對於「生命」的定義，也從能量的角度去解釋，認為生命就是一種能夠持續抵抗熵增、維持低熵狀態的「能量耗散結構」。這個說法讓我對生命有了全新的認識，感覺生命本身就是一種充滿活力的能量現象。 最後，「訊息」的部分更是為整本書畫龍點睛。作者將基因、DNA，甚至細胞間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他讓我覺得，生命體就像一個龐大的「資訊處理中心」，不斷地接收、處理、儲存和傳播各種訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於「訊息」在演化過程中的作用的描述，更是讓我大開眼界。它讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的組合，更是一個複雜的訊息流動過程。總之，這本書真的讓我對生物學有了前所未有的全新認識，非常推薦！

评分☆☆☆☆☆

哇，最近在書店翻到這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》，實在是讓我驚豔！身為一個對生命科學一直充滿好奇，但又常常被艱澀的術語打敗的讀者，這本書簡直像是一盞明燈。它的標題雖然聽起來有點學術，但翻開內頁，你會發現作者用一種非常直觀、甚至帶點哲學思辨的方式，來剖析生物學最核心的概念。 最讓我印象深刻的是，它不像傳統教科書那樣，一開始就丟給你一堆複雜的分子結構或生化反應。相反地，它從「模式」這個看似簡單的詞語出發，引導你去思考生命體是如何組織、演化出規律的。你可能會想，模式？這跟生物學有什麼關係？但書裡頭透過許多生動的例子，像是植物的生長紋理、動物的斑紋，甚至是細胞的分裂方式，都巧妙地揭示了「模式」是生命得以延續和傳承的基礎。它讓你從一個全新的角度去理解，原來生命本身就是一個極致的「模式製造機」。 接著，它又順理成章地進入「能量」的探討。同樣地，這也不是單純的能量守恆定律或是 ATP 的循環。作者更側重於闡述生命體如何獲取、儲存、轉換以及運用能量，來維持自身的運作和複雜性。你會發現，生命與能量之間的關係，遠比我們想像的要來的精妙和充滿智慧。書中對於光合作用、呼吸作用的解釋，不再是冷冰冰的化學式，而是將其描繪成一個動態的、不斷進行的能量交換過程，彷彿在觀看一場壯麗的生命能量舞臺劇。 最後，「訊息」的部分更是讓我拍案叫絕。我們常說 DNA 是生命的藍圖，但書裡透過「訊息」這個概念，將遺傳物質的意義昇華。它探討的不再僅是基因序列，而是訊息如何在細胞間傳遞、如何被解讀、如何影響生物體的行為和特徵。像是細胞如何透過訊號傳遞來協調分工，或是生物體如何接收環境訊號來做出反應，這些都讓我覺得，生命不只是一個物質實體，更是一個不斷處理和傳遞訊息的複雜系統。總之，這本書讓我對生物學有了前所未有的深刻理解，強烈推薦給所有對生命感到好奇的人！