The Origins of Life and the Universe pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Columbia University Press

作者:Paul F. Lurquin

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2003-05-15

价格:USD 80.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780231126540

丛书系列:

图书标签:

生命起源
宇宙学
天文学
物理学
科学
哲学
宇宙
进化
生物学
科普

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具体描述

The Origins of Life and the Universe is the culmination of a university science professor's search for understanding and is based on his experiences teaching the fundamental issues of physics, chemistry, and biology in the classroom. What is life? Where did it come from? How can understanding the origins of life on Earth help us understand the origins of the universe, and vice versa? These are questions that have occupied us all. This is a book, then, about the beginning of things -- of the universe, matter, stars, and planetary systems, and finally, of life itself -- topics of profound interest that are rarely considered together. After surveying prescientific accounts of the origins of life, the book examines the concepts of modern physics and cosmology, in particular the two pillars of modern physics, relativity and quantum theory, and how they can be applied to the Big Bang model of the creation of the universe. The author then considers molecular genetics and DNA, the famed building block of life. In addition to assessing various hypotheses concerning the appearance of the first bacterial cells and their evolution into more complex eukaryotic cells, this section explains how "protocells" may have started a kind of integrated metabolism and how horizontal gene transfer may have speeded up evolution. Finally, the book discusses the possibility that life did not originate on planet Earth but first appeared on other solar planets, or perhaps in other star systems. How would such a possibility affect our understanding of the meaning of life, or of its ultimate fate in the universe? The book ends as it begins, with profound questions and penetrating answers, a state-of-the-art guide to unlocking the scientific mysteries of life and matter.

《宇宙的黎明与生命的序章》引言宇宙，浩瀚无垠，星辰点点，那是人类探索的永恒疆域。而生命，更是这片辽阔画布上最令人着迷的色彩，从微小的细胞到复杂的智慧生物，其起源与演化一直是困扰着人类最深刻的谜团之一。本书《宇宙的黎明与生命的序章》并非要为您揭示终极答案，而是带领您踏上一场穿越时空的求索之旅，从宏观的宇宙起源，到微观的生命萌芽，深入探讨我们所处的这个世界是如何形成的，以及我们自身——生命——是如何在这颗蓝色星球上绽放的。这是一次思想的探险，一次科学与哲学的对话，旨在激发您对存在本身的敬畏与好奇。第一部分：宇宙的宏图——从奇点到星辰大海我们的旅程始于宇宙的起点，一个被誉为“大爆炸”的神秘时刻。在极短的时间内，宇宙从一个密度无限大、温度无限高的奇点，以惊人的速度膨胀开来。本书将追溯大爆炸后的最初几秒钟，那时宇宙的温度高到连基本粒子都无法稳定存在，更不用说我们所熟知的原子和分子了。我们将了解夸克、轻子等基本粒子的诞生，以及它们如何通过强核力、弱核力、电磁力和引力这四种基本相互作用，逐步构建起物质世界的基石。随着宇宙的冷却，夸克结合成质子和中子，这些粒子又开始与电子结合，形成了最简单的元素——氢和氦。这些元素，构成了宇宙中最古老的“汤”，它们如同宇宙的种子，等待着更宏大的命运。本书将深入探讨早期宇宙的化学成分，以及这些元素在后续演化中的关键作用。接下来，引力开始发挥其强大的塑造力量。在宇宙黑暗的时期，微小的密度不均匀性被引力放大，吸引着越来越多的物质聚集。这些物质聚集的区域逐渐坍缩，形成了巨大的气体云。当这些气体云的密度和温度达到临界点时，核聚变反应便被点燃，第一代恒星就此诞生。本书将为您描绘这些早期恒星的壮丽景象，它们是宇宙中的“炼金炉”，通过核聚变将氢和氦转化为更重的元素，如碳、氧、氮、硅、铁等。这些元素，正是构成行星和我们生命体所必需的元素。第一代恒星的生命周期往往是短暂而辉煌的，它们在燃烧殆尽后，以超新星爆发的形式将内部合成的重元素抛洒到宇宙空间中。这些“星尘”成为了形成下一代恒星和行星的原材料。本书将阐释恒星演化的不同阶段，以及它们在元素合成和扩散过程中的重要贡献。我们将看到，宇宙的每一次“死亡”都孕育着新的生命，每一次星辰的熄灭都播撒着未来的希望。随着时间的推移，宇宙中的物质不断聚集，形成了星系。星系，如同宇宙中的岛屿，拥有数亿乃至数万亿颗恒星。本书将介绍不同类型的星系，如旋涡星系、椭圆星系和不规则星系，以及它们形成和演化的过程。我们将探索星系之间的相互作用，如碰撞和合并，这些过程如何重塑星系的结构，并可能触发新一轮的恒星形成。我们的太阳系，就是银河系这个巨大旋涡星系中的一个小小组成部分。本书将聚焦于太阳系的形成。在大约46亿年前，一块巨大的分子云在引力作用下坍缩，中心形成了年轻的太阳，周围则形成了一个旋转的吸积盘。在这个吸积盘中，尘埃和气体颗粒通过碰撞和吸积，逐渐凝聚成行星、小行星和彗星。本书将详细解析行星形成的过程，从微小的尘埃颗粒到巨大的行星体，以及不同类型行星（岩石行星和气态巨行星）的形成机制。第二部分：生命的曙光——从无机到有机，从简单到复杂在宇宙的宏大画卷中，一颗蔚蓝色的星球——地球，成为了孕育生命的独特舞台。本书将视角转移到地球，探讨生命起源的奥秘。我们知道，生命需要适宜的环境，包括液态水、能量来源和必要的化学元素。地球在太阳系的宜居带中，拥有丰富的液态水，并且太阳的光和热为生命提供了源源不断的能量。然而，生命是如何从非生命的物质中诞生的呢？这是一个科学界仍在积极探索的领域。本书将回顾关于生命起源的经典假说，如“原始汤”假说。该假说认为，早期地球的大气层富含甲烷、氨、水蒸气和氢气等气体，在闪电、紫外线辐射等能量的作用下，这些无机物可以转化为简单的有机分子，如氨基酸和核苷酸。这些有机分子在海洋中汇集，形成了一个富含生命的“原始汤”。本书将深入探讨这些简单有机分子如何进一步组装成更复杂的生物大分子，如蛋白质和核酸（DNA和RNA）。我们将了解聚合反应的机制，以及这些大分子在原始海洋中的聚集和分化。例如，核酸（RNA）可能在生命起源初期扮演了更为重要的角色，因为它们既能储存遗传信息，又能催化化学反应。接着，我们将聚焦于细胞的出现。细胞是生命的基本单位，具有独立的代谢和繁殖能力。本书将介绍膜的形成，这是细胞与外界环境的边界，它将内部的化学反应与外部环境隔离开来，为生命活动的进行提供了稳定的内部环境。早期细胞可能是一种原始的膜结构，内部包裹着能够自我复制的分子。原始生命的演化并非一蹴而就。本书将追溯最早的生命形式——原核生物的诞生。这些单细胞生物没有细胞核，结构相对简单，但它们已经具备了进行新陈代谢和遗传复制的能力。我们将在书中看到，这些微小的生命是如何利用环境中的能量和物质，并逐渐演化出不同的代谢方式，如光合作用。光合作用的出现，是生命史上的一个里程碑，它不仅为生命提供了丰富的能量来源，还释放出氧气，极大地改变了地球的大气成分。随着氧气在地球大气中的积累，厌氧生物面临着严峻的挑战。然而，这也为需氧生物的出现创造了条件。本书将介绍细胞呼吸的出现，这是一种更高效的能量获取方式。同时，细胞也变得更加复杂。真核细胞的出现，是生命演化史上的又一次飞跃。真核细胞拥有细胞核，内部的遗传物质受到核膜的保护，并且拥有多种细胞器，如线粒体和叶绿体，它们使得细胞能够进行更复杂和高效的代谢活动。本书将继续追踪生命多样化的进程。从单细胞生物到多细胞生物的演化，是一个漫长而充满挑战的过程。多细胞生物的出现，使得生物体可以分化出不同的细胞类型，并形成复杂的组织和器官，从而能够适应更广泛的环境。我们将了解多细胞生物的起源，以及它们如何从简单的细胞聚集体演化成具有高度组织化的生命体。寒武纪生命大爆发，是地球生命史上一个令人惊叹的时期。在相对短暂的地质年代里，几乎所有现存的动物门类都在这个时期突然出现。本书将深入探讨寒武纪生命大爆发的原因，包括环境因素（如氧气含量的升高、海洋化学成分的变化）和生物因素（如基因调控网络的复杂化、捕食关系的出现）。生命并非一成不变。本书将持续探讨进化的机制，包括自然选择、基因突变和遗传漂变。我们将看到，这些机制如何驱动着生命的不断变化和多样化，从最简单的细菌到复杂多样的动植物，再到我们人类。我们将审视生物学家们在理解进化过程方面所做的努力，以及我们对生命“设计”的理解。结论：求索永不止步《宇宙的黎明与生命的序章》带您走过了一段跨越数十亿年的旅程，从宇宙的诞生到生命的萌芽，从星辰的演化到细胞的诞生。我们触及了物理学、化学、地质学、生物学和天文学等多个学科的前沿，但我们深知，这仅仅是对浩瀚未知世界的初步探索。生命起源和宇宙演化的研究，仍然充满了挑战和未解之谜。本书旨在点燃您对科学的好奇心，鼓励您继续思考，继续探索。每一次仰望星空，每一次审视身边的生命，都是一次重新认识宇宙和我们自身的契机。我们希望，本书能够成为您求知道路上的一个起点，激发您对我们所处这个奇妙世界的更深层次的理解和更持久的热爱。生命与宇宙的故事，仍在书写，而我们每一个人，都是这个伟大故事的一部分。