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书名 | 生命的时钟 |
分类 | 科学技术-自然科学-生物科学 |
作者 | 郭金虎 |
出版社 | 上海科技教育出版社 |
下载 | ![]() |
简介 | 作者简介 郭金虎,中山大学教授、博导,教育部新世纪人才。本科及硕士毕业于南京师范大学,博士毕业于复旦大学。曾以博士后身份在美国芝加哥大学和得克萨斯大学西南医学中心从事研究工作。2010年起任中山大学生命科学学院教授,研究兴趣为生物钟的调节机制及特殊环境下的生物节律。发表论文60余篇,主编、参编著作、教材等8部。任中国空间科学学会理事、中国细胞生物学学会生物节律分会秘书长。 书评(媒体评论) 这本书一旦打开便难以 释卷。作者以宏阔的视野 、丰富的典故、生动的笔 触以及独具匠心的编排设 计,向读者呈现了一个五 彩缤纷、充满意趣的生物 钟世界,让我们在娓娓道 来的轻曼式叙事风格里领 略着生命的奥秘与神奇。 ——陈善广,中国载人 航天工程副总设计师,国 际宇航科学院院士 生物钟调节人类数量众 多基因的表达,并切实地 与睡眠、代谢及肿瘤等人 类疾病相关联。作者郭金 虎教授是生物钟一线研究 者,他以宽广的视野,对 生物钟进行了通俗、有趣 的解说。阅读这本书,我 们仿佛听到了生物钟的嘀 嗒声。 ——徐理,苏州大学特 聘教授,中国细胞生物学 学会生物节律分会会长 这是一本难得的好书, 处处显露出一种严谨的科 学态度,所言可信,所说 为真。它文笔生动,旁征 博引,或诗词,或铁事, 或史实,平添了可读性的 同时,又可见作者的广泛 兴趣与良好修养。读者不 仅能从中获得关于生命时 间的常识,更重要的是, 还能明白生命之自然价值 与自然之生命意义。 ——杨小彦,中山大学 传播学院教授 这本书有趣有干货,授 人以鱼和渔,不但解释了 生物钟的本质,更用一个 个小故事讲述了不断迫近 生物钟真相的探索过程。 无论你是“早睡早起的百灵 鸟”,还是“晚睡晚起的猫头 鹰”,抑或是“自成一套,永 远与社会脱节的生物钟凌 乱者”,都能在这本书里更 好地理解自己的生物钟。 ——游识献,果壳网主 笔,典赞·科普中国2019十 大科普自媒体 后记 对于科研人员来说,发 表一篇论文或者出版一部 学术论著只能影响学术圈 子里的一小部分人,对大 众的影响非常有限。与学 术论文、著作相比,一本 优秀的科普书拥有更广泛 的读者群、更大的影响面 。科普工作面向公众传播 科学知识,还可能在无意 中滋润和启迪一些孩子的 心灵,在他们的心田里播 下科学的种子,让他们对 科学充满好奇与憧憬。因 此,在做好科研的同时努 力做些科普,也是科研工 作者的责任。 我不是第一次进行科普 写作了,在此之前也写过 几篇科普短文,但是独自 完成一本科普书对我而言 还是第一次。早就有写这 本书的打算,只是一直难 以抽出时间。科普的重要 性人人知晓,可是在科研 院校工作并非如大家想的 那样清闲:申请经费、填 写各种表格和处理繁杂的 报销事务、读论文、带研 究生、写论文、备课和上 课等任务非常繁重,夜晚 、周末和假期加班是家常 便饭,甚至连静静坐下来 去天马行空地思考科学问 题都越来越奢侈。与这些“ 正事儿”相比,写科普作品 要耗费大量精力,虽然可 以造福社会,却是不计入 主流工作量的。因此,要 投入可观的精力去写科普 作品,确实需要下些狠心 。 对于采取怎样的形式进 行科普写作,也让我费了 很多脑子。与发达国家相 比,我们在赛先生的普及 方面还存在严重的不足, 其中不仅包括科学知识, 更重要的是独立思考的逻 辑思维与科学精神。迄今 已有很多国外优秀的科普 书被翻译和弓I进,但是国 内原创的科普书目前还不 多。 我从小学起,就会攥着 几块钱跑去邮局汇款买科 普书看,也算是在科普读 物的陪伴下成长的。对我 影响很大的一本书是《秦 牧科普作品选》,读者也 许会吃惊:秦牧不是一位 文学家吗?怎么还写科普作 品?没错,这里所说的秦牧 就是那个广东文学家秦牧 。在这本书的前言里,秦 牧先生声称自己并非科研 工作者,认为自己的作品 是“一块猪骨头熬了一大锅 汤”,是用文学稀释了的科 普作品。但是,这样的作 品读起来更轻松、有趣, 更易为读者所接受。因此 ,我希望自己能够笨拙地 模仿这一做法,努力让自 己的科普作品兼具可读性 与趣味性。对普通人来说 ,了解科学的思想可能比 单纯地记忆科学知识更为 重要。 另一个必须提及的人是 江苏教育出版社的喻纬老 师。在我硕士毕业后工作 期间,以及后来在上海读 博期间,他带领我和其他 作者编写科普书《最新科 技报告》,旨在将最新的 科技前沿进展尽可能以通 俗易懂的方式写成科普读 物,供具有高中及以上基 础的读者阅读。我们出版 的书最终也许未必能够实 现这一初衷,但付出的努 力是值得肯定的。通过与 喻老师的合作,我更明确 了这样的认识:科普,不 仅要“科”,更要“普”。我们 现在不缺乏面向具有专业 背景读者的高级科普读物 ,非常缺乏的是面向更广 大层面、不具备专业背景 的读者的,更易于消化的“ 中级”乃至“初级”科普读物 。通俗易懂地向非专业的 读者介绍生物钟就是我努 力的目标,尽管我未必能 达到。 为了撰写这本书,我花 费了大量精力搜集各种资 料,然后才是写作过程。 在写作过程中我越来越有 这样的感觉:自己不过是 在知识的山野里奔跑的小 孩,采撷各种鲜花野果, 经过自己的思考、理解与 搭配,呈现给读者。尽管 这些花与果的呈现很可能 显得杂乱而幼稚,但如果 能够哪怕起到一丁点儿激 发读者了解科学热情的作 用,我就心满意足了。 生物钟研究是我在美国 从事第二个博士后研究时 开始的,至今已经有十多 年。直到现在我也没打算 换个研究方向,其中一个 重要原因就是生物钟的确 很有意思。我以前在美国 以及现在在国内,都接受 过中学的邀请,去做生物 钟主题的科普讲座。学校 里还有不少在其他科研领 域里更出色的同事,之所 以让我去,我想一个原因 可能是生物钟听起来更有 趣,也更接地气——它存在 于我们的日常生活里,且 易于理解。关于生物钟的 重要性,在这里,我只想 借用从事生物钟研究的美 国科学院院士邓拉普(Jay C .DunIap)的一句话来说明 :生物钟几乎影响我们的 一切。 本书中提到很多东西方 神话故事,在科普中涉及 神话,主要目的是为了借 助文化让读者更易于理解 科学。文化和科学都具有 传承性,很多神话故事是 由于古时候人们对很多事 物的认知非常有限,而凭 借想象甚至臆断编织出来 的。了解相关神话或传说 ,可以认识人类文明不断 发展的历程,激发读者阅 读与思考的兴趣。从另一 个角度看,未来的人类看 待我们今天的认知,也会 发现很多愚昧的东西。 需要提醒注意的是,有 些人认为现代的科学发现 仅仅是对于古人说法的印 证,这种看法穿凿附会, 非常偏颇。神话故事可以 作为文化范畴加以研究, 但不能当作科学论断。例 如,有人根据《山海经》 里地形的偶然相似之处, 就推断远古时的中国人已 经到达美洲,还有人发现 少数民族流传的故事里提 到天空中有一块坑坑洼洼 的大石头,就推断这个民 族的先民已经搞清楚 目录 引言 探秘生物钟,从这里出发 第一篇 无处不在的生物节律 时间、周期与生物节律 河滩变色之谜 葵花朵朵向太阳 作为时钟的康德 第二篇 生物节律钟表铺 天文学家的生物钟实验 用天平和尺子测量时间 时间的形状 走时不准的生物钟 洞穴里的时间 寻找生物钟的“发条” 生物钟的感光器官 生物钟交响乐队 基因驱动节律 第三篇 生物钟让我们适应环境 第四维度的适应 太阳罗盘 玫瑰的24小时 鸟儿的时钟 公鸡的江湖 共享时光 捕捉塞纳河上的光影 月亮的孩子 收获的时节 第四篇 特殊环境里的节律 黑暗里的生物钟 光明的阴影 颠倒的昼夜 “坏脾气”的南极人和北极人 空间里的时间 当一天不再是24小时 吃药的时间到了 第五篇 生物钟与健康 夜猫子和百灵鸟 令人苦恼的时差 节律决定效率 异常的睡眠 调整凌乱的生物钟 新生的时钟 衰老的时钟 生物节律:科学?伪科学? 结语 书架上的时间 参考文献 后记 精彩页 公元5世纪的圣奥古斯丁(Saint Aurelius Augustinus)说:“我的灵魂在燃烧,因为我想知道时间是什么。”那么,时间是什么?圣奥古斯丁又说:“关于时问是什么这个问题,假如没有人问我,我是知道的;假如有人问我,我就回答不出。” 既然时间那么重要,古时候人们便总是倾向于认为有神灵掌管时间。在中国古代传说里,有一些时间之神,如噎鸣、羲和、常羲等。《山海经·海内经》云:“共工生后土,后土生噎鸣。噎鸣生岁十有二。”在古代神话中,羲和是太阳神之母的名字,传说她是帝俊的妻子,与帝俊生了十个儿子,都是太阳(金乌),这些太阳儿子住在东方大海的扶桑树上,轮流在天上值日。羲和还有另一个名字叫日御,她既是太阳儿子们的母亲,也是他们的车夫——太阳的使者。这个传说倒是和古希腊的太阳神驾着金马车巡视天宇的神话故事有些许相通之处。不过,羲和的十个太阳儿子后来不守法令,被后羿射掉了九个。常羲是羲和的妹妹,与羲和同为帝俊之妻。常羲是中国神话传说中的月亮之母,生了十二个月亮,象征着一年里的十二个月份。生下月亮后,常羲经常在日月山里给她的月亮孩子们洗浴。 这些上古时代神话中的人物,要么生太阳要么生月亮,迥非凡人。实际上,他们很可能是当时负责制定历法的官员,后来被尊崇和神化了,这一点从《尚书‘尧典》“乃命羲和,钦若吴天,历象日月星辰,敬授民时”的说法里也可以看出。 在希腊神话里,柯罗诺斯(Chronos)是时间之神,到了希腊罗马的艺术作品中,他被描述成一个转动黄道带的神,而且罗马人给他取了个新的名字“伊恩”(Aeon)。Aeon翻译为中文是“永世”的意思,也表示极长的时间,同时也是一个时间单位,一个Aeon表示10亿年。在近代艺术作品中,伊恩通常以手执镰刀的老者形象出现。在神话里,时间之神拿着镰刀,而死神手里也拿着镰刀,但是两者存在明显不同。时间之神是人脸而非死神的骷髅脸,时间之神像天使一样长着翅膀,手里还拿着个计时用的沙漏。 比利时文学家梅特林克(Maurice Maeterlinck)在剧作《青鸟》里,把时间具象化了:在主人公的梦境里,所有物体都有了生命和灵魂,其中也包括时钟。故事里,一个老钟露出了慈祥的笑脸,钟摆下面的一扇门打开,象征着不同钟点的人手牵手走出来,在音乐声里翩翩起舞。怎么标记时间 尽管我们难以说清楚时间的概念,但是在生活里我们都要通过各种计时手段来计量和利用时间。从古至今,人类的计时手段和技术也是不断进步的。古代的计时工具有日晷、滴漏等。到了现代,计时方法和技术不断飞跃,有机械计时甚至原子钟计时。 历史上的一些计时方法非常有趣。燃烧蜡烛或焚香计时在古代是很常用的计时方法,尽管不太准确。今天,我们经常网购然后让快递公司给我们寄送东西,快递哥每天辛勤忙碌,通过接力将邮件从出发地送至目的地。在我国古代,快递哥被称为邮差或驿使,他们靠走路、骑马运送邮件。由于工作非常辛苦,这些古代的快递哥们常会抽空打个盹,然后继续赶路。为了不睡过头,他们睡觉时会点燃一截香,夹在脚指头之间,这样当香烧完时就会痛醒,不会耽误工作。但是香燃烧的速度很不稳定,因此用烧香来计时很不准确,只能用于非常粗略的计时。 明代抗倭英雄戚继光平时对军队训练非常严格,即使军士伤痕累累也在所不惜。但是在战斗时他非常谨慎、细致,他的军队里备有不同月份每天的日出和日落时间表。当时还没有钟表,他用740颗念珠作为代用品,按标准步伐的频率每走动一步就移动一颗念珠,作为计算时间的根据。740难以被12个时辰整除,不过只要军队内部统一使用这种计时方法那就问题不大。戚家军战无不胜,在各种致胜因素当中,遵从时间进行军事行动也非常重要。 在英国伦敦海事博物馆里,陈列着中国古代一个简单而精美的计时工具,外形如同龙舟的香槽,在香槽里从前到后平铺一层香末,在香槽等距离挂上两端用丝线系住的小铁球。在龙背的香槽里点燃香,香从头部慢慢烧向尾部,在燃烧过程中会依次烧断上方的丝线,两端的小铁球便会掉落,根据烧到第几根丝线或落下小铁球的数目就可以推断过了多少时间。这个计时工具看起来非常美观,准确性可能就差强人意了。 P5-7 导语 郭金虎教授的这本《生命的时钟》,倒不是谈物理学意义上的时间,而是谈与我们生命息息相关的时间,谈影响每一类生命体生长的“生物钟”。这大概是一种内在于生命的时间观念吧。这本书处处显露出一种严谨的科学态度,所言可信,所说为真。它文笔生动,旁征博引各类与文学艺术有关的内容,或诗词,或轶事,或史实,平添了可读性的同时,又可见出作者的广泛兴趣与良好修养。 序言 探秘生物钟,从这里出 发 尧帝时代,一位耄耋老 人拍着土地悠然歌唱“:日 出而作,日入而息。凿井 而饮,耕田而食。帝力于 我何有哉?”据传,这是中 国历史上有记载的第一首 诗歌。 公元前马其顿王国的亚 历山大大帝时代,一位指 挥官在途经波斯湾时,被 罗望子树的树叶吸引,他 发现树叶在夜晚合拢、白 天张开。 1729年夏天,一位法国 天文学家对含羞草叶片昼 开夜合的现象发生兴趣, 做了第一个生物钟实验, 发现在黑暗的柜子里,含 羞草的叶片仍然昼开夜合 。 1930年,两位美国飞行 员在人类首次驾飞机环球 飞行途中感受到了时差的 存在。 2017年12月10日,在瑞 典斯德哥尔摩,瑞典国王 将诺贝尔生理学或医学奖 颁给了三位用果蝇研究生 物钟的美国科学家。 2035年,一位航天员在 日记里写道:自到达火星 半年以来,食物尚可满足 需求,但是感觉睡眠不好 ,可能是我的生物节律出 现了问题…… 以上列出的几个事例, 前五条都是摘自历史长河 里与生物钟主题有关的资 料,第六条则是对未来合 理的科幻式想象。 地球上的生命已存在数 十亿年,在没有人类文字 记载以前,各种生物已经 有了各自的生物钟——一个 微小到肉眼难以看见的蓝 藻,一朵高山上的小花, 一只美丽、弱小但坚强的 黑脉金斑蝶,一只在夜间 夏威夷浅海里游戈的短尾 发光乌贼,一头巨大的鲸… …它们有着共同的基本生命 特征,它们也有着各自的 生物钟。甚至,如果未来 我们发现外星生命,它们 可能也有生物钟,尽管与 我们的不同。 生物钟重要且有趣,吸 引了从古至今充满好奇心 的人。生物钟是什么?生 物钟可以像钟表那样调节 吗?生物钟受基因控制吗 ?如果我们的生物钟坏了 会怎样……如果想了解这些 问题,请打开这本书,探 秘生物钟,从这里出发。 内容推荐 人们为何“日出而作,日入而息”?为何有些人跨国旅行会深受“时差”折磨?药该在早上吃还是晚上吃?什么时间容易发生车祸?初生婴儿为何晚上不睡、整宿闹腾,而垂暮老者为何难眠、少眠?…… 向日葵为何随太阳转动?公鸡为何准时打鸣?河滩为何随着潮涨潮落变换色彩?弱小的帝王蝶靠什么指引方向飞越万水千山,到达数千千米之外的栖息地?…… 生老病死、繁盛荣枯,时间行走在生命之中。关于生命之问的种种答案都与“生物钟”有关。 本书作者是生物钟一线研究者,他以生动的笔触,旁征博引各种传说、历史、故事、文学和艺术资料,勾勒出一幅关于自然界生物钟绚丽而磅礴的画卷,并带领读者,跟随科学家抽丝剥茧的探索之旅,揭开生命的时间之谜。 |
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