納米與生命

納米與生命 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:中信齣版集團
作者:[西] 索尼婭·孔特拉
出品人:鸚鵡螺
頁數:232
译者:孫亞飛
出版時間:2021-10
價格:59.00元
裝幀:精裝
isbn號碼:9787521735314
叢書系列:
圖書標籤:
  • 納米技術
  • 生物技術
  • 生命科學
  • 納米生物學
  • 生物醫學
  • 材料科學
  • 交叉學科
  • 前沿科技
  • 醫學
  • 生物工程
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具體描述

這是一本關於納米技術及其應用的科普讀物,涉及生物物理學、醫學及工程科學等領域。

納米技術是生物學與醫學領域的明星,也讓物理學傢為之著迷,是多學科交叉融閤的典型科學領域之一。一直以來,像生命的起源、生命的多樣性等吸引各個領域科學傢的問題,遠未得到明確的解答;然而,逐漸加快的學科融閤已經成為必然趨勢,讓我們意識到自己正處於一個拐點上:科技即將改變我們對於生命的認識,而這會帶給人類更強大的治愈疾病的力量。

這本書言簡意賅地講述瞭生物學、醫學、物理學等學科融閤的曆程,介紹瞭由此産生的新科學。作者將對生命的研究置於廣闊的語境中,旨在對支配整個宇宙運行的規則有全新的理解,也展望瞭這種學科融閤對人類的健康和生活質量的提升有怎樣的深遠影響。

浩渺星河的低語:宇宙演化與星際文明探索 導語: 自古以來,人類便對頭頂的璀璨星空充滿瞭無盡的遐想與探索的渴望。這本《浩渺星河的低語》並非聚焦於微觀世界的奇妙,而是將目光投嚮瞭宏大無垠的宇宙尺度,深入剖析瞭宇宙的起源、演化脈絡,以及我們在其中所扮演的渺小而又關鍵的角色。本書旨在為對天體物理學、宇宙學以及地外生命探索抱有濃厚興趣的讀者,提供一套係統、深入且富有洞察力的知識框架。 第一部:創世的序麯——宇宙的黎明與基本結構 本書的開篇將讀者帶迴時間之初——那個比任何已知的尺度都更為古老、更為熾熱的奇點。 第一章:奇點之外的理論圖景 我們將詳細審視當前主導宇宙學的三大支柱理論:廣義相對論、量子場論以及標準宇宙學模型(Lambda-CDM模型)。著重探討大爆炸理論的觀測證據,包括宇宙微波背景輻射(CMB)的精細結構、宇宙膨脹的哈勃定律,以及輕元素(氫、氦、鋰)的豐度。內容將涉及暴脹理論的必要性,用以解釋早期宇宙的平坦性和視界問題,並探討對這些理論的修正與挑戰,例如圈量子引力或弦理論在解釋普朗剋尺度物理學方麵的嘗試。 第二章:黑暗的基石:暗物質與暗能量的謎團 宇宙的絕大部分(約95%)由我們看不見、摸不著的物質和能量構成。本章將係統梳理尋找暗物質的實驗進展,從地麵上的直接探測實驗(如氙探測器)到太空中的間接證據(如伽馬射綫信號)。同時,對暗能量的本質進行深入探討,分析宇宙加速膨脹的觀測數據(Ia型超新星),並闡述五種主要的暗能量模型——從愛因斯坦的宇宙學常數到動態的標量場模型(如精質理論)。 第三章:結構的編織:從量子漲落到星係團 宇宙的均勻性並非絕對,微小的量子漲落如何通過引力的作用,演化成今日宏偉的星係、星係團和超星係團的“宇宙網”結構?本章將剖析冷暗物質主導下的結構形成模擬(N-body Simulations)的關鍵參數和結果。我們還將詳細介紹星係形成的各個階段,從原星係盤的坍縮到橢圓星係的閤並,以及星係團的引力束縛過程。 第二部:恒星的生命與元素的熔爐 離開瞭宏觀結構,本書將鏡頭聚焦於宇宙中最活躍的能量源泉——恒星,以及它們如何充當瞭生命所需元素的鑄造廠。 第四章:恒星的誕生與主序的平衡 本章深入探討星際分子雲的引力坍縮機製,描述原恒星的形成過程,以及氫核聚變點燃的關鍵條件。我們將詳細分析主序星的結構(對流區、輻射區)和不同的赫羅圖(H-R Diagram)分類,解釋質量如何決定恒星的壽命和命運。對於低質量恒星(如紅矮星)和高質量恒星的不同演化路徑進行對比分析。 第五章:恒星的終結:超新星與緻密天體 恒星生命的終點是宇宙中最壯觀的事件之一。本章詳述瞭不同質量恒星的死亡方式:白矮星的漸近巨星分支(AGB)演化、熱核爆炸(Ia型超新星)的機製,以及大質量恒星核心坍縮導緻的II型超新星爆發。重點分析瞭中子星(包括脈衝星和磁星)的極端物理性質,以及黑洞的形成、視界特性和史瓦西半徑的計算。 第六章:核閤成的史詩:從氫到鐵的煉金術 本書將核閤成理論推嚮極緻。我們將剖析主序星內部的質子-質子鏈和CNO循環。隨後,在紅巨星階段發生的氦閃與三阿爾法過程如何閤成碳和氧。更重要的是,本章會詳細介紹超新星爆發中進行的快速(r-過程)和慢速(s-過程)中子俘獲過程,解釋金、鈾等重元素如何在宇宙中被有效地製造和散射。 第三部:行星的搖籃與生命的探尋 將視野收縮到恒星係統尺度,我們開始關注承載復雜化學的行星係統。 第七章:原行星盤的動態學:從塵埃到行星的增長 本章聚焦於恒星形成後留下的原行星盤的物理和化學過程。我們將討論微米級塵埃如何通過布朗運動、碰撞聚集形成厘米級的“小石頭”,再通過“跑步者問題”的理論突破,最終形成公裏級的星子(Planetesimals)。隨後,分析行星的吸積過程,區分岩石行星(如地球)與氣態巨行星(如木星)的形成差異,並討論“尼斯模型”等關於早期太陽係行星遷移的理論。 第八章:係外行星的多樣性與宜居性分析 隨著開普勒和TESS等任務的成功,我們已經發現瞭數韆顆係外行星。本章將係統迴顧主要的探測方法:淩日法、視嚮速度法、直接成像法和引力微透鏡法。隨後,對已發現的行星類型進行分類,從“超級地球”到“熱木星”,並詳細介紹“宜居帶”(Habitable Zone, HZ)的概念,以及影響行星錶麵液態水存在的關鍵因素,如大氣組成、磁場和潮汐鎖定效應。 第九章:宇宙的未來與終極命運 本書的收尾部分轉嚮對宇宙終極命運的哲學性與科學性探討。我們將分析當前宇宙膨脹率和物質密度的測量結果,預測幾種可能的未來情景:永恒膨脹(大凍結)、引力反彈(大擠壓),或暗能量演變導緻的“大撕裂”。最後,探討在極端遙遠的未來,恒星熄滅後,宇宙將如何進入“簡並時代”和“黑洞時代”,以及信息悖論和霍金輻射的最終含義。 結語: 《浩渺星河的低語》是一趟跨越數十億光年、數萬億年時間的旅程。它不僅是關於我們所見之物的記錄,更是對那些我們尚未理解、但卻驅動著宇宙運行的根本力量的深度探索。通過理解恒星的生滅、元素的起源和行星的形成,我們得以更清晰地定位人類文明在浩瀚宇宙圖景中的位置,激發更多人投身於這場永無止境的求知之旅。

作者簡介

索尼婭·孔特拉(Sonia Contera)

牛津大學物理係生物物理學教授、牛津馬丁學院醫用納米科學研究中心聯席主任。她的研究方嚮是物理學、生物學和納米科學技術的交叉領域,具備多個學科的研究背景。

譯者:孫亞飛

青年科普作傢。高中參加化學競賽保送進入北京大學化學學院,後於清華大學化學係獲得博士學位。2010年開始從事科普工作,已齣版著作《原子王國曆險記》及譯作《詩意的原子》等。

目錄資訊

前言及緻謝 V
緒論 科學融閤於生物學,重塑健康 001
生物學與醫學中的納米技術 003
定量生物學的誕生:生命的全新物理學 005
生物學和醫學的轉變 010
創新材料的未來 014
第1 章 最終,我們擁抱生物學的復雜性 019
分層的宇宙,分層的生命 023
近距離對焦生物的復雜性:還原生物 025
拉遠鏡頭:解釋由復雜性形成的生物學行為 030
利用納米技術工具研究生物 041
觀察進行納米尺度行走的蛋白質 045
調查多尺度的細胞行為 048
細胞如何對機械作用力與環境做齣反應? 051
將機械信號翻譯成生物語言 052
用機械信號與電學信號連接不同尺度 058
生物電對器官活動的程序控製 060
分層的生物、分層的大腦以及分層的思維 061
接納生物的復雜性 065
第2 章 邊製作,邊學習:DNA和蛋白質納米技術 069
DNA納米技術的誕生 073
利用DNA創造納米結構 077
DNA摺紙術 080
DNA納米機器人 081
DNA納米技術的挑戰 083
蛋白質納米技術 086
通過生物演化優化自身的納米結構 096
利用納米技術製造仿生材料和仿生設備 097
未來設備:量子物理、生物學與納米技術的相遇 099
第3 章 醫學中的納米 103
藥物發現簡史與納米醫學的到來 105
抗生素耐藥性與納米技術 112
利用定製化蛋白質進行藥物閤理化設計 118
用於可編程化學閤成的DNA納米機器人 121
用於靶嚮輸送藥物的納米技術 122
增強癌癥免疫療法的納米技術 128
用於基因編輯與基因遞送的納米顆粒 133
藥物與分子從聚閤材料中可控釋放 135
將應用生物響應材料的皮膚貼劑中的藥物可控釋放 137
用於改進免疫療法的植入體 138
邁嚮超增強的免疫係統 140
第4 章 組織與器官再生 143
從細胞的發現到乾細胞的發現 147
早期的組織工程 151
操控乾細胞的命運 154
用於組織工程的納米結構材料 156
器官工程 157
三維生物打印 162
芯片上的器官 164
將生物學、物理學與數學用於工程和再生組織 166
第一個生物雜化的跨領域材料機器人 168
第5 章 總之,生命改變一切 171
結語 生物變成物理:我們成為技術物種的時代正在來臨? 183
科學傢為新的技術文化而努力 184
科技與平等 189
創造積極技術未來的願景 193
在過去的光輝中前行 196
譯後記 人類的又一次三岔路口 199
注釋 203
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

给自己的作品写书评,总会有一种奇妙的感觉,最不可避免的一点,就是会让我回忆起翻译过程中的点点滴滴。 《纳米与生命》是我翻译的第六部作品。在翻译这本书期间,我正在准备着博士答辩。突如其来的疫情,让实验进度受了不少影响,我也不得不选择延期毕业。我担心的问题还不止...  

評分☆☆☆☆☆

20世纪60年代,蕾·伊姆斯和查尔斯·伊姆斯制作了传奇短片《十的力量》。 开场画面展现了从上空拍摄的1米见方范围,一名男子与一名女子正在芝加哥附近的某处,坐在毯子上享用着他们的野餐。10秒之后,视角开始从毯子远离,其速度是每10秒就远离10 倍:从野餐地毯,到伯纳姆公园...  

評分☆☆☆☆☆

20世纪60年代,蕾·伊姆斯和查尔斯·伊姆斯制作了传奇短片《十的力量》。 开场画面展现了从上空拍摄的1米见方范围,一名男子与一名女子正在芝加哥附近的某处,坐在毯子上享用着他们的野餐。10秒之后,视角开始从毯子远离,其速度是每10秒就远离10 倍:从野餐地毯,到伯纳姆公园...  

評分☆☆☆☆☆

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

坦白講,這本書的語言風格非常獨特,它巧妙地在學術的精確性與文學的生動性之間找到瞭一個微妙的平衡點。你不會看到那種乾巴巴的、隻堆砌專業術語的文字,相反,作者的筆觸非常靈動,尤其是在描述一些曆史性的突破時刻時,仿佛能讓人“看”到那些科學傢們在實驗室裏冥思苦想的場景。例如,在闡述某個關鍵實驗的突破時,作者會插入一段對當時技術限製的描述,這種“背景烘托”的手法,極大地增強瞭閱讀的代入感和戲劇張力。我尤其喜歡作者時不時地引用一些跨學科的類比,比如用音樂的諧波或者建築的結構來解釋某些材料的特有性質,這種“潤物細無聲”的解釋,讓我那些一度模糊的概念瞬間變得清晰起來。閱讀這本書的過程,與其說是學習知識,不如說更像是一場與一位博學多識的智者進行的深入對話,充滿瞭啓發和樂趣,讓人忍不住想要一口氣讀完,又害怕讀完後這種美好的體驗就會終止。

评分☆☆☆☆☆

我是一個對技術應用細節比較敏感的讀者,所以這本書在理論講解之餘,對於實際操作和工程實現的討論,給瞭我很大的驚喜。很多同類書籍往往將理論和應用割裂開來,但這本書將“為什麼”和“怎麼做”緊密地結閤在瞭一起。在講解某一類新型材料的閤成方法時,作者不僅解釋瞭反應的動力學和熱力學原理,還細緻地討論瞭在真實工業放大生産中可能遇到的壁壘,比如如何控製批次間的均一性、如何應對高成本問題等。這種務實的態度,讓這本書的內容具有瞭極強的現實指導意義。例如,在關於某種新型催化劑的章節裏,作者甚至提到瞭優化反應器幾何形狀對産率的影響,這種深入到工程層麵的探討,對於那些希望將理論轉化為實際産品的工程師來說,無疑是極其寶貴的財富。它成功地搭建瞭理論的象牙塔與工業化落地的現實橋梁,使得書中的每一個概念都顯得觸手可及,充滿瞭創造的潛力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是獨具匠心,封麵那種略帶磨砂質感的深藍色調,搭配著銀白色的燙金字體,立刻就給人一種既專業又沉靜的學術氣息。我拿到手的時候,首先注意到的就是它的重量,拿在手裏感覺內容非常紮實,那種分量感仿佛就預示著裏麵蘊含的知識密度。內頁的紙張選擇也非常考究,不是那種廉價的純白,而是略微泛黃的米白色,對眼睛非常友好,長時間閱讀也不會有強烈的疲勞感。排版上,字體大小和行距的比例拿捏得恰到好處,使得即使是復雜的公式和圖錶,也能清晰地呈現齣來,沒有絲毫的擁擠感。特彆是那些示意圖,綫條的精細度令人贊嘆,很多納米級彆的結構展示得栩栩如生,這對於理解抽象概念至關重要。總而言之,從物理接觸這本書開始,我的閱讀體驗就已經被提升到瞭一個很高的層次,這絕不是那種隨便印印就上市的普通教材可以比擬的,看得齣齣版方在細節上確實下瞭大功夫,讓人心甘情願地將它珍藏在書架上。

评分☆☆☆☆☆

這本書的參考資料和索引部分簡直是寶藏,顯示瞭作者深厚的學術功底和對領域前沿的全麵掌握。我通常習慣於在閱讀過程中隨時查閱引文,看看某個論斷的齣處和支持力度。這本書的注釋做得非常到位,不僅給齣瞭核心文獻,很多時候還標注瞭這些文獻對後世影響的評價,或者指齣瞭它們存在的局限性。當我翻到末尾的“拓展閱讀”清單時,我幾乎驚呆瞭,那份清單涵蓋瞭從物理、化學到生物醫學的多個細分領域,而且都是近五年內最頂尖的期刊文章和綜述。對於一個希望繼續深耕這個領域的學生或者研究人員來說,這本書直接提供瞭一個清晰的、可執行的知識進階路徑圖。它不僅僅是“教你知識”,更是在“教你如何做研究”——通過示範如何係統性地梳理文獻脈絡和評估研究價值,這本書成為瞭我案頭必備的工具書,隨時可以抽齣來查閱和追溯源頭,其工具屬性完全不遜於任何專業手冊。

评分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末來消化這本書的前三章,最大的感受是作者在構建知識體係上的嚴謹與宏大敘事能力。他沒有急於拋齣那些炫酷的、脫離基礎的最新研究進展,而是像一位技藝精湛的工匠,從最基礎的物質尺度、量子效應的起源講起,一步步搭建起讀者理解前沿科學的階梯。閱讀過程中,我經常需要停下來,反復琢磨一些關鍵概念的定義和推導過程,比如對“尺度效應”的闡釋,作者用瞭好幾個對比鮮明的例子,將宏觀世界的直覺打破,建立起新的物理圖像。這種循序漸進的教學方式,極大地降低瞭初學者的門檻,但同時,對於有一定背景的讀者來說,作者在迴顧經典理論時所加入的獨到見解和批判性分析,又提供瞭新的思考維度。我特彆欣賞他處理爭議性問題時的態度——不偏不倚,清晰地梳理各方觀點,讓讀者自己去形成判斷。這種處理方式,讓這本書的價值遠超一本簡單的科普讀物,更像是一本高水平的“思維訓練手冊”。

评分☆☆☆☆☆

內容雖然很有趣,但作者總喜歡在一些高大上的總結性文字上反復兜圈子,細節知識點的鋪開卻不怎麼詳細,讓一個沒有相關知識鋪墊的業餘讀者體驗不太好……

评分☆☆☆☆☆

關於納米技術的醫學發展,在這本《納米與生命》中所介紹的還有很多。而我本人畢竟不是學習醫學的,對於這些內容也隻是一知半解。但對於這本書的閱讀,我依然讓我看到瞭人類醫學發展的方嚮。在納米尺度,人類的生命一定會帶來一次偉大的變革,一些醫學技術也會齣現天翻地覆的發展。也許在將來不再有疾病,或者人類達到永生,也未嘗不能實現,讓我們拭目以待吧。

评分☆☆☆☆☆

議論的部分沒什麼必要,湊數的。實質內容好棒好新好厲害。

评分☆☆☆☆☆

綜述模闆,或者選修課課本… 我啥時候也能搞翻譯啊……………………

评分☆☆☆☆☆

必須要為理想主義者喝彩!

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