LifeOnTheEdge 2-1

季老師的量子生物讀書會,科普書《Life On The Edge》翻譯。

本人英語很差,翻譯主要是為了學(xué)習(xí)科普讀物本身內(nèi)容方便,順便用作英文學(xué)習(xí)練習(xí)之用。

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翻譯首先要自己開心,100%直譯等于沒翻譯,還不如對著百度翻譯擼。所以接下來的翻譯我也不顧及原文的語序和100%的用詞精準(zhǔn)了,大概意思到位就好?!感拧?、「達(dá)」、「雅」三點,我還是先……走到「達(dá)」這一點吧。

第二章:生命是什么?

1977年8月20日,旅行者2號宇宙飛船跟隨著自己的姊妹號飛船,旅行者1號飛入了佛羅里達(dá)的天空,有史以來最成功的科學(xué)任務(wù)之一就此開始。兩年后,旅行者1號到達(dá)了它的第一個目的地,木星,并在拍攝了很多照片,包括這個氣態(tài)行星的旋云,以及著名的大紅斑,隨后它繼續(xù)前進(jìn),飛在木星衛(wèi)星之一——木衛(wèi)三結(jié)冰的地表上,并在這里目睹到了另一顆衛(wèi)星木衛(wèi)一的火山爆發(fā)。然而,旅行者2號走上了另一條路線,在1981年抵達(dá)土星,并開始讓人瞠目結(jié)舌地送回了一系列土星環(huán)的絕美照片,讓我們知道了,土星環(huán)是由數(shù)以百萬計的小行星和小隕石精妙編織的項鏈。又過了大約十年后,1990年2月14日,旅行者一號拍下了其拍攝生涯中最引人注目的照片:一張在顆粒狀的灰色背景下,有一個藍(lán)色小點的圖片。

半個世界以來,旅行者號宇宙飛船,以及和它一樣為探索而開發(fā)的航天器讓人類可以登上月球行走,遠(yuǎn)程探索火星上的山脈,凝望金星熾熱的沙漠,甚至是目睹彗星沖入木星大氣。但更多的時候,他們僅僅發(fā)現(xiàn)了巖石……茫茫多的巖石。從阿波羅號宇宙飛船從月球帶回的大量礦物質(zhì),以及NASA星塵計劃恢復(fù)的彗星微型碎片,到羅塞塔探測器在2014年與彗星對接,以及好奇號月球車分析火星地表——大量的巖石得到分析。實際上,主要就是靠著和這些巖石有關(guān)的調(diào)查,我們進(jìn)行著對地球姊妹行星的探索。
宇宙中的巖石固然是迷人的東西,他們的結(jié)構(gòu)和成分提供了關(guān)于太陽系起源、行星的形成甚至還有宇宙事件是如何加劇太陽形成的線索。但對于多數(shù)不是地質(zhì)學(xué)家的人來說,火星球粒狀隕石(一種石頭一樣的非金屬隕石)和月球橄長巖(一種富含鐵和鎂的隕石)并無明顯不同。然而,我們的太陽系內(nèi)有這樣一個地方,這個地方匯集構(gòu)成了巖石和石頭的原材料,在多種多樣的形態(tài)、功能和化學(xué)變化下,其一克生成物的多樣性就已經(jīng)超越了我們在已知的宇宙其他地方的任何物質(zhì)種類之和——這個地方便是旅行者一號拍攝到的略顯蒼白的小藍(lán)點——這顆被我們稱作地球的行星。而最值得注意的是,正是這些使我們的母星地表變得與眾不同的各種原料,匯聚在一起,構(gòu)成了生命。

生命正是如此的引人入勝。我們之前發(fā)現(xiàn)了歐洲知更鳥神奇的磁感應(yīng)能力,但這一特技不過是它諸多能力中的一種。它能看、聞、聽、捉蟲;它能一躍落地,或是飛著踏上林間的枝干;它還能在長空之中翱翔,連續(xù)飛行數(shù)百英里。最吸引人的是,它還能,在它同伴的一點點幫助下,用構(gòu)成了巖石的材料筑起與相似生物類似的巢穴……而我們的知更鳥,不過是萬億可以表現(xiàn)出自己的能力,并創(chuàng)造出眼花繚亂景象的有機(jī)體中的一員罷了。

另一個迷人的有機(jī)體,就是,你。朝夜空中凝視,來自光芒的光子進(jìn)入你的眼睛,通過視網(wǎng)膜組織的轉(zhuǎn)換,變?yōu)槲⑿‰娏鳎苿又型緩揭暽窠?jīng),最終抵達(dá)大腦的神經(jīng)組織。他們生成了一副神經(jīng)發(fā)射出的閃爍圖案,你便體驗到了頭頂夜空上的一閃一閃亮晶晶。同時,不足十億分之一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的微小的壓強(qiáng)變化被你內(nèi)耳的毛細(xì)胞組織登記在案,由此產(chǎn)生了聽覺神經(jīng)信號,告訴你,風(fēng)兒正在林中低語。少量分子飄入你的鼻中,專門的嗅覺受體把他們撿起,并將他們的化學(xué)特性傳入大腦,告訴你,夏日已至,金銀花在綻放。眺望繁星、聆聽風(fēng)聲、細(xì)嗅花香……你的身體每一分細(xì)微的運動,都是數(shù)百種肌肉協(xié)調(diào)運作的結(jié)果。

不過,不尋常的是,和那些與我們同樣生活在地球上的許多其他生物相比,我們身體組織能展現(xiàn)出的物理學(xué)效果就顯得十分蒼白了。切葉蚊可以背負(fù)其三十倍重量于其身的重物,相當(dāng)于你后背上扛著一輛汽車。而大齒猛蟻可以在0.13毫秒內(nèi)使其下頜加速至每小時230公里,而一級方程式賽車要用4000倍的時間(大約5秒)來達(dá)到同樣的速度。亞馬遜電鰻可以生成600伏特的致死電流。鳥兒能飛翔,魚兒愛暢游,蚯蚓能打洞,猴子會上樹。甚至,還有許多我們已經(jīng)知道的動物們,包括歐洲知更鳥在內(nèi),可以用地磁場進(jìn)行千里尋路。至于生物合成能力,沒什么是這片星球上廣袤的綠色生物的對手,小草、橡樹、海藻、蒲公英、巨大的紅衫木和地衣,將空氣分子和水(外加少許礦物質(zhì))結(jié)合,創(chuàng)造并繁衍著自身。

所有的有機(jī)體都有自己超乎尋常的特技,如知更鳥的磁感應(yīng)能力和大齒猛蟻的高速撕咬,但人類的有一種器官,它的能力無它可比——被封印在顱骨中的灰質(zhì)體,其計算能力超越了這顆星球上的任何計算機(jī),并由他創(chuàng)造出了金字塔、廣義相對論、《天鵝湖》、梨俱吠陀、《哈姆萊特》、明陶和唐老鴨。而且,也許最迷人的是,人類大腦有著知曉自身存在的能力。

然而,數(shù)不勝數(shù)的結(jié)構(gòu)和無窮無盡的功能之下,包含上述的種種多樣性的,所有的生命物質(zhì),都有和那塊火星的球粒狀隕石以幾乎一樣的原子組成。

科學(xué)的最大問題,同時也是本書的中心問題,就是巖石之中找到的,無機(jī)的原子和分子,是如何轉(zhuǎn)化為每日奔跑、跳躍、飛行、定向、游泳、成長、相戀、相恨、饑渴、恐懼、思考、歡笑、哭泣——我們這些活著的東西呢?我們過于熟悉這樣的生活,以致于這種不尋常的轉(zhuǎn)化顯得毫不起眼,即使這已是基因工程和合成生物學(xué)的時代,這仍是個值得記住的問題,因為人類還從未完全地使用非生命的物質(zhì)創(chuàng)造出過生命。迄今為止,我們的技術(shù)還不能輕松地實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化,即便只是去創(chuàng)造一種這顆星球上最簡單的微生物,這表明,關(guān)于如何創(chuàng)造生命,我們的知識體系還是不完整的。我們是不是忽略了一些無生命體所缺失的,使生命體有生有氣的生命之火呢?

這并不是說我們接下來要宣布是某種生命原力、精神力或者魔法成分驅(qū)動著生命。我們的故事可要比這有趣得多了。相反地,我們將會繼續(xù)探索近期的研究所展示的內(nèi)容:在生命謎題的拼圖中,一片碎片在量子力學(xué)的世界中被找到了——量子力學(xué)的世界里,事物可以同時出現(xiàn)在兩個地方,可以進(jìn)行鬼魅般的連接,可以突破看似牢不可破的屏障??瓷先ィ孟袷且恢荒_踏在經(jīng)典世界里,另一只腳植根于奇異而特殊量子深淵中。生命,如我們之前所說,存在于量子的邊緣上。

但是,動物、植物和微生物,真的能被迄今為止我們認(rèn)為僅用于描述基本粒子行為的自然規(guī)律支配嗎?當(dāng)然,有機(jī)體是由數(shù)以萬億計的粒子構(gòu)成的,和足球汽車蒸汽火車一樣的宏觀物體,宏觀物體理應(yīng)被牛頓力學(xué)定律和熱力學(xué)一類的經(jīng)典法則充分地描述。要探究為什么我們需要潛藏著的量子力學(xué)世界來描述這些生命物質(zhì)的奇妙屬性,我們首先要來一段有關(guān)科學(xué)成就的小旅行,來理解生命是有多么的特別。

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