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文l 徐鑫
我的第二本书,《细胞史记》,出版了!。
《细胞史记:造物的神奇》,清华大学出版社,2024年9月
这是一本生物学的科普之作,希望能从细胞这个角度,讲述生命故事,给所有对生命科学感兴趣的人提供启发。但这本书最初的写作动机,却来自一个相当单一的群体。
01 《细胞史记》缘起
《细胞史记》来自我给医学生上细胞生物学时的困局。
在多次课后的调查、座谈中,学生对细胞生物学最主要的反馈是“散、缺乏逻辑性”。后来有一次我在江苏开一个教学研讨会,惊诧地发现,一位来自北京的教遗传的老师也提到了“散”的问题。细胞生物学的散和缺乏逻辑性可能是系统性和结构性的,并且是生命科学共性问题的某种典型体现。
学生固然能通过努力在细胞课上取得好成绩,但如何让学生学得更轻松、更主动、并获得乐趣呢?能不能找到一条逻辑主线,让学生像学习力学一样,基于牛顿三定律就能构建力学的大厦?或者像学习几何学一样,凭借数条公理就能推导出几何学的轮廓?
不知什么时候,我忽然意识到,经济性即效率与安全其实就是生命体的核心逻辑。沿着这条主线,似乎很多“散、缺乏逻辑性”的问题都可以迎刃而解。通过这个角度,我对细胞生物学的很多知识有了全新的理解。
此时我的思考主要局限在课堂授课;慢慢地,我觉得为了突破课堂的限制,写一本书很有必要。22年3月份,我开始动笔。
我主要阅读了布鲁斯•艾伯茨等人的《细胞分子生物学》。这是本领域经典之作,1974年由DNA双螺旋的发现者之一的沃森召集撰写;1983年第一版问世;最新的版本于22年7月份在亚马逊(Amazon)上线。书刚一出来,我就花了140美金买了电子版。
布鲁斯•艾伯茨等人的《细胞分子生物学》第七版(这本书有1552页)
翟中和的经典《细胞生物学》(目前第五版的主编是丁明孝等)也是我的主要参考书。
丁明孝等人的《细胞生物学》第五版
当然,专业文献也必不可少。除此之外,我还阅读了几十本非专业书籍,并参考了其它信息来源,如维基百科、大英百科全书等。
一开始的交稿时间是22年11月份,但是因为大量的阅读和思考,直到23年2月1号我才最终交稿,一共花了11个月。
02 《细胞史记》的特色
这本书和一般的细胞生物学有什么差别呢?最重要的一个词是细胞的逻辑。
既然是所谓的细胞的逻辑,那就一定是位于细胞层面之下,可能指导细胞得以形成的一种内在规律。但是,这样的规律存在吗?强行寻找一个细胞的可能的逻辑是不是会流于牵强?物理学家们从未忘记对大统一的渴望,因为物理学似乎可以用还原论来解析。但生命科学并非如此。生命科学领域的发现最初得益于物理学,但随着进展的不断出现,生命科学似乎逐渐摒弃了物理学所依赖的还原论。在生命科学中,整体大于部分之和的观念深入人心。生命世界从物理世界发展而来,但却似乎是不连续的。由于一个所谓的「涌现」过程,生命似乎是建立在全新的基础之上。对生命的起源的窥视似乎是在向深渊凝望,头晕目眩逼迫着你只能回头。细胞生物学似乎应该拒绝对底层逻辑的探索,从细胞开始,采用全新的叙事来解读,正如大多数教材所作的那样。
世界似乎是不连续的。细胞、意识等的诞生都有涌现的特征,如虚线所示,以至于人们常常无法跨越边界
尽管如此,我觉得找到一个逻辑,会形成一个比较好的解释框架,让人们对细胞的方方面面有一个纲举目张的理解。
我们知道,数理建模中有3种方式,分别是描述式、生成式和判别式(下图)。如果用一个圆圈表示未知世界,圆圈中的黑点表示人们对未知世界的理解。传统的细胞生物学常常是描述式,就像彼此之间联系松散的点;物理学则有很多生成式的特征,即由一般性原则可以推导出具体情形,就像这些点中存在内在的生成规律,如最下面的点按照某种规律(红色虚线)演进成上边的点。我在本书中所尝试的,则类似判别式,即赋予细胞生物学以一个解释框架,就像不同的点可以用一条线(绿色虚线)串起来。
认识事物的3种方式
事实上,无论是被否定的生命力学说,还是被广泛接受的达尔文的进化论,以至于薛定谔的负熵理论、道金斯的自私的基因、马古利斯的内共生学说,都是一个个类似的、判别式的视角。比如,你无法根据负熵理论推导出生命的细节,如DNA复制、蛋白质翻译等,但是你却可以根据负熵理论理解DNA复制的某些特征、蛋白质翻译机器的构成等。
本书即根据细胞的效率与安全这一视角,对细胞的方方面面进行判别式的梳理。
本书的目录也和一般的细胞生物学教材绝不相同,其实内在贯彻了书中所提到基于经济的细胞的逻辑,而这条逻辑也同进化的过程相吻合。
再说一下趣味。这本书还包含了近70幅插图,都是我自己画的,粗糙是肯定的,但力求简单有趣。例如这种:
以及这种:
03 《细胞史记》的受众
所有对生命科学感兴趣的人,从资深科学家到研究生、本科生、高中生都能阅读本书。甚至初中生也可以,但可能会有点吃力,章节后面的词汇表会有帮助。
另外,由于本书关注细胞的逻辑,所以可能有着更广泛的辐射:任何对生命的宏大叙事、人生的波澜起伏有感悟的人,未尝不能从书中得到某种启迪。
04 致谢
在此,我特别感谢两位编辑老师,胡老师和王老师。胡老师的远见和建议,以及王老师的细致和专业,对这本书的完成至关重要。同时,感谢所有给予意见和支持的学术同行及学生们,你们的帮助极大地推动了本书的进展。
最初招募艾伯茨等人编写《细胞分子生物学》时,沃森曾经说过一段意味深长的话:
“如果你在实验室再不做任何研究,也无关紧要,因为几周或一年后就会有别人做;但如果你把正确的一群人聚在一起,写出正确的书,这将非常重要。没有其他人会这么做。现在有一个迫切的需求,虽然这很难做,但现在就是做这件事的时候。”——孙滔,“一部传奇教科书的诞生”,公众号“赛先生”。
我深以为然。希望《细胞史记》能够为推动我们对生命的理解做出一份小小的贡献。
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GMT+8, 2024-12-22 17:25
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