在《生命的边界》中，科学作家卡尔·齐默用诗意的语言，从宏观到微观，从过往到当代，从日常现象到前沿科学，引领读者多角度地探寻生命的边界和极限：走进科学实验室，目睹科学家创造出人造的大脑并把它们送上太空；与巨蟒亲密接触，探索它们的新陈代谢有哪些秘密，使它们能灵活应对饥一顿饱一顿的生存挑战；见证交配之后就“踹掉”雄鱼DNA的性寄生鱼的神奇繁殖方式；自己动手，通过演化来改造细菌，尝试治疗严重的疾病；以火山口作为实验室，研究外星生命出现的可能性……
与此同时，作者也从科学、哲学、伦理等领域的角度深入地审视了生命的另一极——死亡。

卡尔·齐默，美国耶鲁大学讲师，教授科学和环境写作。他已经出版了10本科普作品，包括《小生命》(Microcosm)、《霸王寄生物》(Parasite Rex)、《演化：跨越40亿年的生命记录》(Evolution：The Triumph of an Idea)、《在水的边缘》(At the Water's Edge)、《血肉灵魂》(Soul Made Flesh)、《病毒的星球》(A Planet of Viruses)和《大脑切片》(Brain Cuttings)。
他经常在《纽约时报》《科学人》《探索》《时代周刊》《科学》《大众科学》和《国家地理》等期刊、杂志发表文章。齐默的作品已经被收入“美国最佳科学写作”(The BestAmericanScience Writing)和“美国最佳科学与自然写作”(The Best American Science and Nature Writing)系列。他在《探索》开了一个专栏，专门讨论各种大脑问题。他还是著名博客“The Loom”的作者。

前言 边缘地带
第一部分 生死之间
第1章 生命的起点
第2章 抗拒死亡
第二部分 生命的特征
第3章 晚餐
第4章 黏菌数学家
第5章 保持生命的稳定状态
第6章 生殖的艺术
第7章 达尔文之肺
第三部分 难解之谜
第8章 不可思议的增殖
第9章 另一种运动
第10章 轰然倒塌的隔离墙
第11章 充满活力的泥浆
第12章 水的戏剧
第13章 密码本
第四部分 重返边缘地带
第14章 半条命
第15章 生命的起源
第16章 寻找外星生命
第17章 飞奔的液滴
注释
参考文献
致谢

1904年秋，卡文迪许实
验室里正进行着各种各样稀
奇古怪的实验。水银蒸气泛
着蓝光，一闪一闪的。铅筒
立在铜盘上，不停地旋转。
实验室就坐落于剑桥大学中
心的自由学院巷（Free
School Lane）。在当时，
对全英国乃至全世界的物理
学家来说，这座攀满常春藤
的建筑都是最令人兴奋的地
方，因为在这里，他们可以
研究宇宙的基本组成元件。
在满是磁体、真空装置和电
池的实验室里，一个在角落
里悄然进行的小实验自然很
难引起人们的注意。它不过
是一根管口塞着棉花，装着
几勺肉汤的试管。
但就在这根试管中，某
种东西正在悄然形成。几个
月后，它将吸引全世界的目
光，令世人惊叹不已。报纸
将刊发文章，称赞这项实验
是科学史上最非凡的成就之
一。一名记者还将把试管中
潜藏的东西描述为“最原始
的生命形式——无机世界与
有机世界之间‘缺失的一环’”
。
这种最原始生命的创造
者是31岁的物理学家约翰·
巴特勒·伯克（John Butler
Burke）。在实验前后拍摄
的照片中，伯克那张稚气未
脱的脸上总是带着忧郁的神
情。他出生于马尼拉，母亲
是菲律宾人，父亲是爱尔兰
人。伯克在儿时就离开了菲
律宾，前往都柏林接受学校
教育，最后进入剑桥大学的
三一学院。在那里，他研究
X射线、发电机以及糖释放
出的神秘火花。三一学院曾
授予伯克一枚金质奖章，表
彰他在物理和化学领域的学
业成就。据一名教授描述，
伯克“不仅自己在研究中激
情洋溢，而且还拥有一种天
赋，能激发周围人的热情”
。完成学业后，伯克从都柏
林搬到了英国，先后在几所
大学任教。此后不久，他的
父亲就去世了。他的母亲—
—伯克后来称她为“一位很
有钱的老太太”——慷慨地
为他提供了数额不小的生活
补贴。1898年，伯克加入
了卡文迪许实验室。
那时候，只有在卡文迪
许，物理学家们才能在如此
短的时间内对物质和能量产
生如此多的新认识。实验室
新近的最大成就是当时的实
验室主任约瑟夫·约翰·汤姆
森（Joseph John Thomson
）做出的：他发现了电子。
①在卡文迪许实验室的头几
年，伯克沿着汤姆森的研究
思路继续探索，设计了一系
列实验，研究这种神秘的带
电粒子是如何引燃气体的。
但随后，一种新的神秘物质
吸引了他的注意力。和卡文
迪许很多年轻的物理学家一
样，伯克也开始用一种发光
的新元素做实验了，这种元
素叫作镭。
几年前的1896年，法国
物理学家亨利·贝克勒尔
（Henri Bec-querel）首次
发现了相关的证据，证明普
通物质也可以释放出一种不
同寻常的能量。当时，贝克
勒尔用一块黑布把一些铀盐
包裹了起来，后来却发现这
些铀盐在近处的感光板上留
下了鬼魅般的暗影。很快，
事情就弄清楚了：这些铀在
稳定地释放某种强有力的粒
子。为了跟进贝克勒尔的发
现开展更深入的研究，玛丽
·居里和皮埃尔·居里从一种
叫作沥青铀矿的矿石中提取
了铀。他们在提取铀的过程
中发现，其中的一部分能量
其实来自另一种元素。他们
将这种元素命名为镭，并将
这种新的能量形式称为“放
射性”。②
镭能释放出大量的能量
从而产生自热。如果把一小
块镭放在冰块上，它会融化
产生足以将自己彻底淹没的
水。当居里夫妇将镭和磷混
合在一起时，镭释放出的粒
子让磷在幽暗中发出了光。
消息不胫而走，越来越多的
人知道了这种罕见奇异物质
的存在，随即引发了轰动。
在纽约，舞者们穿上涂有镭
的演出服，在光线昏暗的赌
场中表演。人们甚至认为镭
可能会成为人类文明的重要
支柱。一名化学家陷入了沉
思：“难道我们就要实现炼
金术士那不切实际的幻想了
吗？灯不耗油就可以永远发
光？”“在很多人看来，镭似
乎还有一种赋予生机的魔力
。花匠们将它喷洒在花朵上
，因为他们坚信这会让花长
得又大又好。有些人甚至会
饮用“液态阳光”来治疗各种
疾病，包括癌症。
1934年，玛丽·居里逝世
，夺去她生命的正是癌症，
这或许与她生前每天都和像
镭这样的放射性元素打交道
有关。今天的我们知道，放
射性有致命的危险，所以我
们可能很难理解，怎么会有
人相信镭能够赋予生机。但
在20世纪初，科学家们对生
命的本质知之甚少，相关知
识贫乏得超乎我们的想象。
科学家当时最“深入”的认识
是，生命本质的秘密就藏在
细胞内的胶状物质——原生
质中，这种物质以某种方式
将细胞组建成生命体，之后
代代相传。除此之外，关于
生命的本质，几乎没有什么
认识是科学界公认的，任何
观点都有正确的可能。
……
这种不情愿一直让我困
惑不解，因为这个问题就像
一条一直在流淌的地下河一
样，四个世纪以来贯穿了整
个科学史。当自然哲学家们
开始审视这个由运动的物质
组成的世界时，他们提出了
这样一个问题：生命与宇宙
的其他部分有什么不同？这
个问题让科学家们有了许多
发现，但也曾让他们犯下过
许多错误。伯克并非个案。
例如，在19世纪70年代一
段很短的时间里，许多科学
家开始相信，整个海底覆盖
着一层生机

《病毒星球》《演化的故事》《寄生虫星球》作者最新作品，以诗意的语言探寻生命的意义和极限，领略生命的缤纷与复杂。
在这本书中，读者将读到在其他书中读不到的趣味和前沿科学，审视生命的边界：如何从零开始制造一个大脑并把它送上太空？黏菌竟然还能破解数学难题？只有一种性别的鱼是如何繁殖的？判断一个人是否活着，应该用什么样的标准。

卡尔·齐默笔下的科学故
事如同悬疑小说般精彩……
这部作品超越了时代，卡尔
生动且富有艺术性的文字更
是让这本书难以抗拒。
——詹妮弗·杜德纳 基因
编辑技术开创者，2020年
诺贝尔化学奖获得者
这部作品不仅关乎生命
，还关乎发现本身，关乎谬
误与傲慢，关乎科学的奇迹
以及科学能够触及的范围。
——悉达多·穆克吉 普利
策奖获得者，《癌症传》《
基因传》作者
《生命的边界》深刻、
富有诗意、引人入胜，为理
解生命本身提供了一个全新
的视角。这是一名科学写作
大师以其巅峰之技写就的作
品。
——埃德·扬 普利策奖获
得者，《我包罗万象》作者

沿着盘山路往下走，右侧是一堵长满三齿蒿的沙墙，我忽然强烈地意识到自己生命的存在。我的双腿能感受到山路陡峭的坡度。过了几处急转弯后，沙墙逐渐从视野中消退，露出一条狭长的海滩，满眼荒凉。海滩向北延伸，是一条夹在高耸的悬崖峭壁和广阔的太平洋之间的海岸带。远处的海面上，云层遮住了太阳，空阔辽远的天空白茫茫一片。这天的早些时候，在酒店的房间里，我的手机已经向我推送了当天的天气预报：多云，气温在22摄氏度左右。针对这一信息，我的大脑做出了反应，为我的海边漫步挑选了一件轻薄的长袖衬衫。而此刻，我的大脑正在不断更新它的决定，不必每一个决定都抄送我的意识自我。
遍布我皮肤的神经感受到了体表那层空气的湿度和温度，温湿度刺激触发的神经冲动从神经末梢出发，沿着被称为树突（dendrite）的细长分支传导到了神经的核心部分——胞体（soma）。之后，新的信号从这里出发，沿着被称为轴突（axon）的长电缆状突起继续向前传导。一根根轴突先是深入我的脊髓，然后向头部的方向上行。来自外部世界的信号就这样从一个神经元传到另一个神经元，最终进入我的大脑，抵达了我头颅深处的一个神经元网络。
这些神经元随后把来自我全身的这些“莫尔斯电码”读数整合到一起，生成了许多不同的新信号。这些信号承载的是指令，而不再是感觉。新的神经冲动离开我的大脑，沿着向外周延伸的轴突，经过脑干，顺着脊髓，抵达我皮肤上的数百万个腺体。这些腺体中有一些扭曲盘绕的管状结构，神经冲动在其中产生了电流，而电流则从周围的细胞中“拧”出了水分，汗水就这样顺着我的后背流了下来。
我的意识自我对我的大脑有些恼火，因为它的这些决定，这时的我已经汗流浃背了。我本来就没有带几件衬衫，如今身上的这一件已经被盐水浸透了。事实上，我压根就感觉不到神经冲动将信息从我的皮肤传递到大脑时发出的颤音，当我大脑中负责体感调节的部分开始工作时，我也没感觉到大脑中心的血液在涌动。就在那一刻，在海边，我只是感到自己在冒汗，感到有些恼火，感到自己活着。
就在我感受到自己的生命的同时，我还发现了海边的其他生命。一个男人拿着一块蓝白相间的冲浪板，懒洋洋地往南走。远处，一架黄色的滑翔伞从悬崖顶上升起，出现在北方的天空中。滑翔伞的伞翼螺旋下降，这是一个人的大脑中产生的意志的外在体现，是这些意志在向紧握刹车手柄的手发出信号指令。
除了人之外，我还看到了长着羽毛的生命。鹬踏着浪花掠过海面，它们的大脑只有种子般大小，但仍然感受到了涌来的海浪以及腿周围冰冷的泡沫。于是它们收缩肌肉，让身体保持直立，然后飞奔到高处，拨开沙子寻食藏在其中的海螺。海螺算不上拥有真正的大脑，它们有的只是一些纵横交错的神经网络。这些网络产生各自的信号，使海螺不断将自己的身体缓缓地埋入土中。我还想到了埋藏在我脚下，数量成千上万的动吻虫（mud dragon）、皮斯摩蛤和其他生命，以及它们体内的神经系统。在海洋深处的峡谷中，也有大脑在游弋：豹鲨和刺鳐浮动的身体带着它们游来游去，与水母的神经网络擦肩而过。
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