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生命与新物理学 9.1

生命与新物理学
豆瓣评分:9.1
作者: [英] 保罗·戴维斯(Paul Davies)
出品方: 中信出版·鹦鹉螺
原作名: The Demon in the Machine
译者: 王培
出版年: 2019-8-15
页数: 284
定价: 59
装帧: 平装
ISBN: 9787521706741

内容简介  · · · · · ·

大开眼界的跨学科前沿探索之旅

重新理解生命起源和进化的奇迹

弥合生物学与物理学之间的巨大鸿沟

运用全新视角破解生命谜题

信息引擎、生物电路、量子计算机、癌症基因、表观遗传学、地外生命……聚焦前沿成果,阐释宏大议题,解读生命秩序的隐秘动力,剖析复杂世界的内在逻辑,启迪思想、提升智识,一本不容错过的深度好书!

———————————————————————————————–

★生物物理学点睛之笔——全新的视角,开拓性思考

★对薛定谔《生命是什么》的绝妙回应——融合生物学、物理学、计算科学、认知科学等前沿研究

★《物种起源》+《自私的基因》,达尔文进化论2.0——分子生物学、表观遗传学

★《今日简史》+《…

(展开全部)

大开眼界的跨学科前沿探索之旅

重新理解生命起源和进化的奇迹

弥合生物学与物理学之间的巨大鸿沟

运用全新视角破解生命谜题

信息引擎、生物电路、量子计算机、癌症基因、表观遗传学、地外生命……聚焦前沿成果,阐释宏大议题,解读生命秩序的隐秘动力,剖析复杂世界的内在逻辑,启迪思想、提升智识,一本不容错过的深度好书!

———————————————————————————————–

★生物物理学点睛之笔——全新的视角,开拓性思考

★对薛定谔《生命是什么》的绝妙回应——融合生物学、物理学、计算科学、认知科学等前沿研究

★《物种起源》+《自私的基因》,达尔文进化论2.0——分子生物学、表观遗传学

★《今日简史》+《十问》,关于未来的“大问题”——科学家对人类命运的前瞻性思考

★生命领域的《规模》——解读复杂世界的简单法则,展现尺度不同带来的巨变

【内容简介】

生命是什么?

1943年,诺贝尔奖获得者、量子力学的重要奠基人薛定谔提出了这个划时代的问题,他指出:我们需要新物理学来给出答案。

这本书从这个经典问题出发,结合香农的信息论、达尔文的进化论和诸多领域的前沿研究,将量子力学应用于生物学、计算科学等领域,超越各个学科的界限,用全新视角探究生命的本质。书中提出了一个突破性的观点:生命=物质+信息,分子组构是生命的“硬件”,信息组构则是生命的“软件”。生物体中含有大量高效的微型机器,它们聪明地处理和控制着信息,像变魔术一样从混沌中获得秩序。进化让这张隐形的信息网络不断升级。

保罗·戴维斯将生物学、物理学、数学、化学、信息科学、医学和哲学等领域融为一体,引领了极具洞见的全新交叉学科。这种新科学涉及信息引擎、生物电路、癌症基因、量子计算机等众多前沿科学领域,用信息的观点重新解读生命之谜。

这是一本探索生命起源及内在逻辑的生物物理学普及读物,也是一次让人大开眼界的跨学科前沿探索之旅。

让智力探险,思想旅行,一起寻找生命秩序的隐秘动力!

作者简介  · · · · · ·

保罗·戴维斯(Paul Davies)

著名理论物理学家、宇宙学家和天体生物学家,美国亚利桑那州立大学科学基本概念超越中心主任,“地外智慧生物搜寻”(SETI)计划侦测后任务小组负责人。他曾入选澳大利亚“十位最有创造性的人物”,有一颗小行星以他的名字命名。

戴维斯是当代最知名的科学作家之一,写过多部畅销科普作品,包括《上帝与新物理学》《宇宙的最后三分钟》《关于时间:爱因斯坦未完成的革命》等。他曾因科学成就及向大众传播科学知识的卓越贡献获得尤里卡奖、英国物理学会开尔文奖和英国皇家学会法拉第奖等。《华盛顿邮报》称他为“大西洋两岸最好的科学作家”。

目录  · · · · · ·

前言/III
第1章 生命是什么? /001
第2章 走近麦克斯韦妖/029
第3章 生命的逻辑/077
第4章 达尔文主义2.0/127
第5章 鬼魅般的量子和生命/169
· · · · · ·

原文摘录  · · · · · ·  ( 全部 )

  • 信息的量化是从工程师克劳德・香农( Claude Shannon)在20世纪40年代中期热忱开展的相关工作开始的。香农是一个古怪和不擅长社交的人。他在美国的贝尔实验室工作,主要关注如何将编码信息准确传递出去。当该研究项目启动时,第二次世界大战正在进行中:如果你只能听到嘶嘶的广播声或者噼噼啪啪的电话信号,你要用什么方法才能让语言以尽可能正确的方式传递出去呢?香农开始研究应该如何编码,才能让信息错漏的风险最小化。这一项目在1949年结出了硕果,香农出版了《通信的数学原理》一书。该书的问世非常低调,但历史可以判定,它是科学史上的一个关键性事件,可以径直触达薛定谔的问题“生命是什么”的核心。 香农一开始就对信息做出了数学上的严格定义,他选择的定义引出了不确定性的概念。简单来说就是,当你获取信息时,你正在学习你之前不知道的东西,因此你对那个东西的不确定性降低了。想象抛一枚质地均匀的硬币,它落地后正面朝上和反面朝上的概率各为s0。在它没落地之前,你未看到结果,也就完全不能确定结果是什么。当你看到结果时,不确定性随之降低(在这个例子中,不确定性降至零)。类似这样的二元选择是最简单的情况,并且与计算直接相关,因为计算机就是用二进制编码的方式来处理信息的,只包含1和0两个元素。这些符号的物理实现只需要一种双态系统,比如开关,要么处于打开状态,要么处于关闭状态。简言之,人们采用了香农的方法,二进制数字或比特(bit)成为量化信息的标准方式。顺带说句,一个字节有8个比特。信息处理速度通常用吉赫表示,代表每秒有10亿比特翻转。当你看到抛硬币的结果时,两种概率相等的状态就合并为一种确定的状态,你因此获得了1比特的信息。

    —— 引自章节:第2章 走近麦克斯韦妖/029
  • 不幸的是,兰道尔给这一梦想泼了冷水,他认为计算机处理的信息涉及逻辑上不可逆的操作(就像前文中提到的算术示例那样),当需要为下一次计算重置系统时,就存在着不可避免的散热间题。他计算了删除一比特信息的最小熵值,这个结果如今被称为“兰道尔极限”。我可以告诉好奇的读者,在室温条件下,删除一比特信息会产生3×102焦耳的热量,大约是烧开一壶水所需热能的10°。数值虽不大,但它确立了一个重要的原则。通过阐述逻辑操作与产生热量之间的关系,兰道尔发现了物理学和信息之间的深层次的联系。这种联系不是像西拉德引擎那样的抽象联系,而是在今天的计算机产业中得到理解的非常具体的(即与金钱有关的)联系。 从兰道尔开始,信息不再是一个模糊的神秘量,而是与物质紧密联系在一起。为了总结这一思想上的转变,兰道尔创造了当下非常有名的格言:“信息就是物质的!””他的意思是,所有信息都与物体紧密相关:它不可能自由飘浮在以太中。比如,你电脑中的信息是以某种模式存储在硬盘中的。那些特定的实例(真实的基底)似乎并不重要,这是导致信息的概念让人难以把握的原因。你可以将硬盘中的内起形成电路,所有信息都能以这种方式保留在这一系统中的某个位置上。有了这样的设置,我们就不需要删除任何信息,自然不会产生热,熵也不会增加了。不过,我要强调的是,今天的计算机要实现理论上可行的逆运算,还有很长的路要走。但我们在这里所探讨的是深层次的原则问题,我们没有理由认为理论极限永远无法突破。

    —— 引自章节:第2章 走近麦克斯韦妖/029

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