主题：【原创】量子生物学 I 摘要和前言 -- witten1

这是前几天在Nature Physics看到是一篇有趣综述，现在寒假时间，尝试翻译一下以作为科普。此翻译将同时在河里和茶馆里贴出，如果可能的话，可能也会在风眼推出。任何想转载的人，请注明出处，对于任何将本文用于盈利目的行为保留追诉的权利。由于本人对生物这一块不熟悉，如有错误，请务必指正。

关于量子力学，可以看我在河里的科普链接出处,及这个帖子中的系列帖子。

量子生物学 I 摘要和前言(Review on Nature Physics DOI:10.1038/NPHYS2474)

N.Lambert, Y. Chen, Y. Cheng, C.Li, G.Chen and F.Nori.

摘要：

最近的一些迹象表明许多种的有机体可能利用了一些量子特性以获得生物优势（我猜是竞争意义上的）。这些特性，不同于通常的量子效应，可能包括了在生理过程中重要的时间尺度上量子相干。在这篇回顾里我们总结了最近一些重要结果，这包括了光合作用中光子捕获的量子效应，鸟类的磁受体，以及其他几个的可能的功能性的量子生物过程。在全文之中，关于在这些系统之中量子相干是否真的扮演这一重要角色，我们将同时摆出支持和反对的看法。

前言：

在二十世纪以前，生物学和物理学几乎就是大路朝天，各走一边。由于生物系统是一个复杂的多体系统，人们通常认为很难用数学的手段的对其进行描述。毕竟，很难想象一个复杂到像生命这样的存在如何能用一组微分方程或者一些基本物理原则进行理解呢？在二十世纪早期，随着更加强大的显微镜及其他技术的出现，人们开始更深入的尝试用数学及物理的手段对微观生物系统进行描述。一些著名的例子包括了图灵模式和形态学，以及Schrodinger的系列讲座。在其著作“生命是什么”一书中，他预言了好几个DNA的功能特性。今天，这个领域的进展变得迅速起来了，许多的数学及物理分支找到了它们在生物学之中的用武之地，这包括了把数理统计应用到生物信息学中，以及观测到了在细胞内微观尺度上的类机械及类工厂的行为。

这些进展很自然的引发了这样的问题:量子力学是否也能在生物学中起着作用?从各个方面来看,答案显然是肯定的，因为每一个的化学过程都是量子过程(这样的回答显然是过于笼统的而没有技术含量的)。然而，在许多方面，量子力学对生物学来说仍然是一外来概念。最近的在运用量子力学对信息处理及加密方面的技术进展把这个问题放在了一个不同的方面：是否存在这样的生物系统，该系统要么利用了量子力学完成经典力学所不能完成的过程，要么利用了量子力学完成了比任何经典过程更有效率的过程？换句话说，是否存在这样的有机体，该有机体利用了量子过程的长处以获得对其竞争对象的优势？以往许多试图发现针对于这类现象的例子的尝试招到了来自物理学家和生物学家的狂轰烂炸。然而，在过去的十年里，一系列的实验已经表明可能是存在这样的一些生物过程，在这些过程里量子力学被用于达到生物优势。那么在怎样的情况下这些量子效应通常会出现呢？在量子信息里，一个重要的量子效应就是量子比特可以处于0和1的叠加，这是经典比特不可能实现的。在量子生物学中，量子效应的所扮演的角色会很精细，这些都会在本文所给例子之中予以详细描述。然而，我们会考虑这样的生物系统，在该生物系统之中的量子生物功能将变得极为单一纯粹----态的相干叠加被纯粹的用于一些实际的目的。我们将讨论的一些（并非所有）系统是这样的。

在本文中我们会简要回顾一些这样的例子，在这些例子之中量子效应可能辅助或者增强了生物功能。我们的目标是对每个讨论的系统给出一个基本的介绍，并且会针对这些系统列出要点以说明在怎样的方式之下量子相干或者别的量子效应会参与进来。我们也会尝试给出最近的实验证据，其中即有支持也有反对的关于量子效应是否真的起到重要作用。我们会先讨论通过光合作用传输能量中的的量子相干（室温下的）。我们将简要的总结最近的关于量子相干在细菌及植物的光合效率方面可能扮演的角色的研究进展。接着我们会讨论一个完全不同的系统：在一些鸟类里的被用于描述磁感应的radical-pair模型(这里的radical-pair不会翻)。尽管当下对候选的的radical pairs的试管实验有其独到之处，但是对raidcal-pair模型的支持证据主要是基于行为实验。一个宏观的认知体可能会对基本的量子效应有响应是惊人的，所以在完全的证实和理解这样现象的过程中小心谨慎是必需的。最终，我们讨论几个别的生物功能，在其中量子力学所起的作用可能不那么直接但是仍然很重要，这包括电子穿过蛋白质的长程隧穿以及在光受体中的快速的光异构化。这些最后的例子中的几个可能可以被看作一类生物系统中的量子现象，这些现象不依赖于量子相干只是依赖于平庸的量子性质----量子化及能级分立。我们在表I中罗列了我们挑选出的用于证实我们刚才所谈例子之中的量子效应的工作。(这个表我就不列了，还正文中会慢慢介绍)

PS：文献太多了，我也不列了，感兴趣的同学可以自己去看。这篇文章虽说一再强调“brief”，其实很长。。。所以估计需要一些时日才能完成。这篇文章的优点是没有公式，这样省心不少。

To be continued....

Next: 光合作用中的量子相干能量输运

• 刘亚洲: 当今的世界格局
• 孙昌璞院士 "生命过程和化学反应中的量子相干效应"
• QH=热辐射中包含着一个物体的全息信息
• "脑夸克": 阶级斗争需要巨大的计算资源
• 中日民族"量子性质严重"
• 光電蛋白控制神經元活動:編碼成計算機能識別的記憶代碼
• "合成的光向量場經過時間平均後，其強度會趨近一定值"
• 文化对基因的"辐射":习惯成自然?

红■■■■Red■■■■■■

橙红■■■■orangered■■■■■■

【俺能找到的最终版】试试颜色 [ njyd ]

老铁呀，你咋把我最喜欢的一个功能也改掉了呀：本来点开帖子后如果在其他地方想引用只需要ctrol C+Ctrol V的呀

我记以前在特殊效果里是可以直接选颜色的。。。

我试一下看会不会出来:■■■■Red■■■■■■

好像出不来。。。我糊涂了，这颜色到底该怎么上？

这是一个挺好玩的题目。。。

光合作用中的量子相干能量输运（上）

光合作用给地球上几乎所有的生命提供了能量。这种光子形式的能量通过光捕获“天线”中的电子激发被吸收。这些从各个“天线”被激发起来的电子紧接着就被输运到一个反应中心，在这反应中心里，电荷分离产生了更加稳定的化学能。在从各个“天线”到反应中心的过程中，精巧的生物结构和色素组成被充分的调动起来,而这些精巧的构件在不同的生物内又是以不同的形式表现出来。举个例子，既有像紫藻这样的使用高度对称的类环结构用于光捕获；也有像绿色植物和蓝藻所拥有带有叶绿素（能吸收光子的色素分子）的那样的看上去似乎是被随机安排的光合系统。大多数的光合有机体使用蛋白质这样的复杂的叶绿素分子，而蓝藻和红藻则是使用了独一无二的被称作藻胆素的发色体。光学捕获形态的多样性表明了自然界之中各种带有光合作用的有机体为适应不同的生理条件和自然环境而做出的必要的调整和改变。绿硫菌的光捕获装置就是其中最简单且被最广泛研究的一种（见图）。它们拥有非常大的染色体“天线”使得它们能在低光环境下也能生存下来。体内染色体所收集的能量通过一个被称作Fenna-Matthews-Olson(FMO)复合体的特殊结构被转移到反应中心。由于其相对较小尺寸及好的溶水性，FMO复合体的特性已被广泛而深入的研究了。在这种及其他的光合单元之中最为显著的特点是良好的光转换效率----几乎所有的光子都能被成功的转移到反应中心，即便电子激发态的存在时间只有短暂的一纳秒（1ns=10^(-9)s）。在2007年，Fleming及其合作者证实了在FMO复合体中的量子相干能量传输。从那时开始，FMO蛋白成为了量子生物学中的主要研究方向之一。

FMO复合体通常是以三聚体形式存在，每一个三聚体又包含了三个子复合体，其中，每一个子复合体包含了八个 细菌叶绿素-a(BChl-a)分子。这些分子被束缚在一蛋白质“脚手架”上，这“脚手架”即是退相干和噪声源同时可能又保护了在复合体中的相干激发并且在提升能量传输效率方面扮演了重要的角色（自然界真是天才，一个看上去明显有损效率的东西，可是同时却又在提升效率，这有点像bootstrap）。该复合体通过一个叫“基板”的东西和染色体“天线”联系起来。被激发起来的电子通过这个基板进入这个复合体，将BChl-a分子激发到其第一激发态（该激发态是一单重态）（这是非常精密的过程，考虑到分子的激发能级间距比原子小多了）。这些分子非常紧密的互相挨着（平均间距大概是1.5纳米），使得激发能在BChl-a分子之间顺利转移并最终到达反应中心。

图1：一个高效的光能捕获量子量子机器。被广泛研究的绿硫菌体内的光捕获装置中的FMO复合体展现量子相干能量传输特点。大量的实验及理论工作仔细彻底的考察在FMO蛋白中的能量转换的量子性质及其精确机制。在该领域中的研究可能揭示了在生物中用于提升能量捕获的新的量子力学机制（原文用principle，我觉得不恰当，因为量子力学的基本原理就那几条，这里的过程并没有超越那几条基本原理，所以我翻译成机制）。a,该部分图显示了绿硫菌内的光全装置，包括了“天线”，能量传导基板，FMO复合体，及反应中心。染色体天线（绿圆）有大概200,000个BChl-c分子组成，这是一个非常大的分子结构于用于在该细菌存在的低光环境下尽可能多的捕获光子。阳光让“天线”产生激发，紧接着通过其中一个FMO复合体被转移到反应中心(红色箭头)。b,该部分图是关于由X射线衍射所显示的在FMO色素蛋白复合体内的BChl-a分子的排列形态。FMO复合体包含了八个（尽管这里只显示了七个）BChl-a分子，这些BChl-a分子被一蛋白质分子所包围（这里没有显示该蛋白质）。来自染色体天线激发态到达几个分子中一个，通常是通过圉中标记为1的那个分子。紧接着这激发能从一个BCHl分子到达另一个，直至传到标记为3的分子，在这里该激发能将不可逆的进入反应中心开始电荷分离过程。

• 四中全會强渡长江: 用孩子喂狼, 资本(信息)市场开放

我已经在编辑界面调整过排版了，可是一出来总是这么混乱。。。我要茶馆和风眼发都不会，很奇怪。。

【原创】铁大哥的字库里有多少种颜色? [ eraser ] 于

核心思想：

[COLOR=英文颜色定义, red, green, blue, etc.] 重点语句和关键词 [/COLOR]

要是系统直接给我们选就方便了。。。

因为很久没发主题贴了，只是看别的河友说，现在自己发了才深有体会。。

以下是我酒足饭饱没事干时产生的（可能很不专业的）想法。

引子

乍看起来量子生物学这个名词多少有些古怪， 因为微观的生物研究应该是建立在化学基础上的（是这样吧），而化学是要从 （非相对论性）量子力学导出。 而且至少对简单的分子是可以从薛定谔方程出发研究的（不是有量子化学么）。这里我想强调的是 和流体力学以及统计力学不同，化学只能从量子力学出发 而不能从经典物理出发来理解。 所以现有的 分子生物学 生物化学 之类， 因为化学的原故，难道不已经是 “量子生物学”了吗？

可是事情没那么简单。 我不知道有没有什么重要的生物学成果是从 薛定谔方程出发 导出的， 我猜没有。也就是说我估计 化学是绕不开的。 我指的是 真正重要的生物化学机制的核心 处在这样一个区间：一方面这机制必须建立在化学理解上，另一方面它无法直接建立在薛定谔方程（原子物理学）上。

从这个意义上讲 这时的生物是 “唯象化学-生物学”（这里的 “唯象化学” 指的是不还原为 原子物理学/薛定谔方程 的化学）。

当然有时候人们也会运用一些流体力学，统计力学甚至经典电磁场理论的东西。这时的生物学 可以叫做 “非相对论性经典物理学-唯象化学-生物学” （前两个词是形容词！）。

两种量子生物学

一个很有野心的想法 是直接从（非相对论性）量子力学出发 研究 生物化学过程的机制。如果能实现， 这应该被称为 “非相对论性量子生物学”。当你提到“量子生物学”时，我脑海中第一个涌现的就是这个东西。

然而从你的描述看，你所谓的量子生物学 却并非我所定义的非相对论性量子生物学。你介绍的研究似乎可被命名为 “非相对论性量子效应生物学”。这里的“量子效应”指的不是原子物理学中的微观量子效应， 而是大得多的介观甚至宏观尺度下的量子效应。 除了尺度，另一个重要特点是 这些效应不能用唯象化学来解释。（顺便问一下你说的“量子相干”是entanglement 吗？）。

一个比方

我感觉这里的情况类似于物理中的以下情形。

1。通常所说的流体力学 首先建立在牛顿力学基础上。应称之为“非相对论性经典流体力学”。

2。量子力学出现后，自然的问题是如何从薛定谔方程导出传统的流体力学（如 Euler 和 Navier-Stokes 方程）。 这方面人们先是经由统计力学作为中转（如 Boltzmann 方程）来实现，这时的流体力学 从概念上看可称为“非相对论性量子力学-统计力学-流体力学”。 近年来， 理论家终于实现了绕开统计力学， 直接接通 量子力学和流体力学方程。 这时我们的理论 就可以被称为“非相对论性量子流体力学”。

如果和生物作比的话， 这里的“流体力学”相当于生物学，统计力学的作用相当于化学。 如果 你在统计力学模型中 使用未能从量子力学导出的假设（比如遍历性假设），这就类似于“唯象化学”。

3。可是如果你去找“量子流体”的研究，你不会找到上面的“非相对论性量子流体力学”（这就是我生造的一个词）。你找到的是“凝聚态物理”的领域。那里的量子流体 是诸如超流体之类的东西。如果我继续上面的比较，这种研究可以叫做 “非相对论性量子效应流体力学”（这也是我生造的一个词）。 这里的量子效应有两特点：第一， 其尺度不是原子物理中的微观尺度，而是介观宏观尺度（甚至是天体物理学的尺度，比如中子星的研究）；第二 效应不能由经典物理（包括经典统计力学）解释，这一点和传统流体力学是不同的。

我感觉 你介绍的“量子生物学”（被我称为“非相对论性量子效应生物学”） 在我这一系列比方中的位置 就相当于 “非相对论性量子效应流体力学”。

小结

我描述了我心目中的两种 量子生物学：“非相对论性量子生物学”和 “非相对论性量子效应生物学”。后者如立得住脚的话， 可能会给出一些奇妙的现象。我期待着你的翻译介绍。 不过至今为止绝大多数微观/介观生物机制 似乎都属 “非相对论性经典物理学-唯象化学-生物学”的领域，因此从理论角度看，前者（“非相对论性量子生物学”）意义恐怕更重大 （如建立得起来的话）。

当然 两种量子生物学 并非没有联系。从本质上讲，它们的主要差异属于侧重点不同。我就不详述了。

联想

我在前文中不厌其烦地使用“非相对论性”这个定语，主要是为这小节作铺垫。

你的文章中提到了“光子”，也许实验中还会有电磁场。 但我相信研究者们不会去研究 “量子场”。即对电磁场只考虑经典效应，对光子视其为非相对论性粒子（用非相对论性量子力学）。这里大家可以把“量子场”理解为 相对论性量子力学 （即狭义相对论和量子力学结合的产物）。

我希望有朝一日能出现 “相对论性量子生物学”（也可称为“量子场生物学”）。 一个直接的途径当然是发现 量子场的效应（不是非相对论性量子效应）在生物学中是有意义的。 当然我怀疑很有可能由于量子场和大分子能量尺度差太远， 这个思路是死路一条。

然而还有一条间接途径。

如果 “非相对论性量子效应生物学”能站得住脚 并发现有丰富的有生物学意义的非相对论性量子效应， 那么 凝聚态物理学的工具必渗入这一领域。一件一般的科普读者都不知道的事情是：凝聚态物理学，作为一门研究非相对论性条件下量子多体问题的学问，竟然会使用 量子场论的方法。这不是因为 有相对论效应 或者有量子场。这里的思路很曲折， 简单的讲这很大程度上是数学方法的相通。

好了。这意味着一旦 有生物学意义的非相对论性量子效应大量出现， 从纯理论上讲， 量子场论的方法被引入是完全可能的，虽然我们不认为微观生物/化学机制本身需要考虑量子场。

这就是我心目中未来可能出现（当然也可能不出现）的第三种“量子生物学”：量子场生物学。

重要补充

本文写于楼主的“量子生物学II”发表之前。看了“量子生物学II”，我感觉这更像我说的“非相对论性量子生物学”。 折合我前文中的猜测是不同的。请读者注意。

看这个review的河友都应当看看你的介绍，这是认真的。

我对量子生物学这个名词并不感冒，这只是他们这些作者取的名字罢了，我感兴趣的是，正如这篇文章所说的，在生物体内是不是真的有这样的过程，这样的过程中量子效应/量子力学表现的极为明显。量子相干就是其中一种，量子相干不一定就是纠缠，它可以就是一个叠加态，当然在生物体内，如果有量子相干，那么天然应当就是量子纠缠。就像文中所介绍的，对于光合作用过程，我想量子效应是显著的，而那奇妙的能量传输过程必然伴有量子相干（肯定是纠缠形式的）。

从某种fundamental的角度或者说没有技术含量的角度来说，地球上的生命显然是被量子dominant了，因为生命所能生活温度尺度已经被体内的DNA大分子或者别的蛋白质分子所能保持稳定的能级范围给固定死了。这就是我在翻译中说这样的回答没有技术含量的原因。更有技术含量的问题就是你文中提到这些问题。这些问题都很难，其实直至今天流体力学也没有没有办法从量子力学的基本原理架构起来，这算是对你文中的说法的一些修正。

凝聚态所研究的体系一般都是有一定规律或者有一定周期性结构的体系，而像生物这样的被物理学家归类为soft condensed matter的东西没有明显周期性结构的体系是很难入手的，应用量子力学进行深入研究刚刚起步，我们谁都无法知道究竟能进行到怎么程度。对于这篇综述的翻译，就是试图告诉大家，最近究竟进展到哪一步了，未来又会如何，让我们一起看看前沿。

特别喜欢 <原罪的基因> 一书

Genetics of Orginal Sin

- The impact of Natural Selection on the Future of Humanity

Christian de Duve (Nobel Laureate) with Neil Patterson

Yale University Press 2010

576.8 DED

ISBN 978-0-300-16507-4

原著Génétique du péché originel,

Editions Odile Jacob 2009

ISBN 978-2-7381-2218-6

因为教会的创世论和达尔文的进化论有很多的争议, 我到图书馆找到了达尔文的原著和其他相关书籍来翻阅.

<原罪的基因> 一书是我看到的最好的. 简明扼要, 经典之作. 不知道现在有没有中译本出来. 我很想推荐给广大的中文读者, 如果河里有大牛愿意翻译/出版就好了. 作者Christian de Duve是获得过诺奖的资深教授, 出版过多本著作. 这本书可能是他老人家(今年96岁)的最后一本.

Part I The History of Life on Earth

1. The Unity of Life

- advancing knowledge has swept away centrisms

- earth has a history

- life also has a history

- all living beings share a number of basis properties

- the history of life is written into molecular sequences

- biological evolution is an established fact

- opposition to evolution on religious grounds is widespread

第一部分地球上生命的历史

1。生命的统一源头

- 人类的知识进步彻底扫除了"人中心论"

- 地球的历史

- 生命的历史

- 一切生物都有共同的属性

- 生命的历史记录在分子序列中

- 生物进化是不争的事实

- 用宗教理由来反对进化论的现象很普遍

2. The Origin of Life

- life appeared on Earth shortly after the young planet has become phyically able to harbor it

- The origin of life is not known, but the only scientifically acceptable hyposis is that it arose naturally

- The building blocks of life arise spontaneously throughout the universe

- Earth formed a "cauldron" in which cosmic building blocks could interact

- the first steps in the origin of life were chemical in nature

- the appearance of RNA was a key step in the origin of life

2。生命的起源

- 地球成为年轻的行星后不久,刚刚具备条件,生命便开始出现

- 生命的起源尚不清楚，但科学上可以接受的假设是，生命是自然产生的

- 构成生命的积木块在整个宇宙太空中都是自发的产生的

- 地球形成了一个"大锅"，宇宙太空中的生命积木块可能注入

- 生命的起源的第一步本质上是化学反应

- RNA的出现是生命起源过程中的一个关键步骤

3. The Evolution of Life

- Microbes have left few fossile vestiges but many other traces of their long duration on Earth

- Bacteria separated into two main groups

- Atmospheric oxygen was a major contribution of life to Earth

- The birth of eukaryotic cells inaugurated a new living world

- Endosymbosis was a key phenomenon in the development of eukaryotes

- Protists are the ultimate champions of unicellularity

- Multicellularity allowed division of labor

- Born in water, plants were the first multicellular organisms to invade land

- The evolution of animals developed around the alimentary function

- Marine invertebrates inaugurated animal life

- Body segementation opened the way to vertebrates

- Several distinct animal lineages moved from water to land

- Dinosaurs gave rise to birds and mammals

3。生命的进化

- 微生物留下的化石遗迹很少，但它们在地球上漫长岁月的存在有很多其他痕迹

- 细菌分为两大类

- 大气氧的出现，对地球生命的发展是一个重大的贡献

- 真核细胞的诞生，开创了新的生物世界

- 内共生Endosymbosis是真核生物的发展中一个关键的现象

- 原生生物是单细胞的最终冠军

- 多细胞构成分工不同的多细胞协作

- 植物是第一个从水中发展到陆地上的多细胞生物

- 动物的进化来源于消化道功能的演变

- 海洋无脊椎动物开创了动物的生命

- 身体分段为脊椎动物的形成开辟了道路

- 有几个不同的动物谱系从水生到陆地

- 恐龙引发了鸟类和哺乳动物的出现

Part II The Mechanisms of Life

4. Metabolism

- living cells are chemial factories

- living cells extract the energy they need from their surroundings

- thousands of specific catalysts are involved in metabolic reactions

- metabolic pathways form networks of enormous complexity

- we are what our catalysts are

- the history of metabolism goes back to the earliest days of life

第二部分的生命机制

4。代谢

- 活细胞就是一个化工厂

- 活细胞从周围的环境中提取能量

- 代谢反应需要数以千计的各种催化剂参与

- 各种代谢途径形成了极其复杂的网络

- 我们实际上是由催化剂决定的

- 新陈代谢的历史可以追溯到生命的最早期

5. Reproduction

- reproduction started with molecular replication

- with the appearance of cells, cell division was added to molecular replication in biological reproduction

- multicellular beings reproduce by way of single mother cells

- the mother cell of multicellular beings arises from two parental cells by sexual reproduction

- chromosome doubling caused by sexual reproduction is corrected by meiosis during gamete maturation

- sexual reproduction is the laboratory of evolution

- male and female gametes differ

- plant reproduction involves spores

- seeds and fruits harbor, until germination, the plant embryos issued from fertilized eggs

- fungi also reproduce by way of spores

- in animals, parent mobility favors union between spermatozoa and oocytes

- the fertilized egg of vertebrates has always developed in an aqueous medium

5。生殖

- 生殖源于分子复制

- 因为有了细胞，生物繁殖的分子复制过程需要添加细胞分裂

- 多细胞生物的单性繁殖

- 多细胞生物的两性繁殖

- 两性繁殖所造成的染色体加倍问题通过减数分裂形成成熟的配子来解决

- 两性繁殖就是进化实验室

- 雄性和雌性配子的不同

- 植物繁殖通过孢子

- 种子存放在果实里，直到发芽，从受精卵开始的植物的胚胎

- 真菌也通过孢子繁殖

- 在动物中，双亲可以行走移动, 有利于精子和卵细胞之间的联盟

- 脊椎动物的受精卵无一不是在水性介质中发育

6. Development

- the first accounts of embryological development were purely descriptive

- experimental embryology began to decipher developmental mechanisms

- development is ruled by transcriptional gene control

- genes are organized by transcription into a hierarchy dominated by master gene

- homeotic genes are master genes of central importance

- evolution and development are intimately linked

6。发育

- 胚胎发育的最早记录是描述性的

- 实验胚胎学开始破解各种发育机制

- 发育是有规则的,由转录基因控制

- 各种基因由转录基因组织形成一个由主基因主导的层次结构

- 同源异型基因是至关重要的主基因

- 进化和发育是紧密联系的

7. Natural Selection

- at the start lies heredity

- artificial selection exploits the imperfection of heredity for defined purposes

- Maltus introduced the notion of the "struggle for life"

- Natural selection lets the "struggle for life" choose passively among the diversity created by the imperfections of heredity

- natural selection acts under our own eyes

- the mutations subjected to natural selection are accidental events devoid of finality

- the role of chance in evolution is limited by strigent constraints

- cases of optimizing selection are more frequent than long believed

- evolution is largely molded by environmental conditions

- certain evolutionary events could be potentially present in genomes and made manifest by favorable environmental conditions

7。自然选择

- 从遗传开始

- 利用遗传缺陷达到特定目的

- Maltus提出的“生存竞争”

- 自然选择通过“生存竞争”被动的从五花八门的遗传缺陷中挑选出合适的

- 自然选择就发生在我们自己的眼下

- 受到自然选择的基因突变是偶然事件，没有终极目的

- 机会在进化过程中的作用受限于严格的约束

- 优化选择比长久以来人们认为的更频繁

- 进化主要是由环境条件塑造的

- 某些的进化事件可能仍存在在基因组中,并且可能在有利的环境条件下显现

8. Other Evolutionary Mechanisms

- Lamark advocated the heredity of acquired characters

- DNA cannot be a vector of Lamarckian heredity

- cases of Lamarckian heredity that do not involve DNA exist

- genetic drift accompanies evolution without selection

- self-organization could theorectically drive evolutionary events

- were some key evolutionary steps guided by "intelligent design"?

8。其他进化机制

- 拉马克主张获得的特点可以遗传

- DNA不是拉马克遗传的载体

- 拉马克遗传的案例不涉及DNA的存在

- 遗传漂变（genetic drift）伴随着没有选择性的进化

- 自组织理论上可以促成进化事件

- 进化的关键步骤是“智能设计”导致的吗？

Part III The Human Adventure

9. The Emergence of Humans

- Africa is the cradle of humankind

- they were not yet human, but they already made stone tools

- prehumans started out of Africa for the first time some two million years ago

- a second wave of migrations started once again out of Africa

- the acquisition of language was a crucial step in hominization

- Cro-Magnon inaugurated modern humans

- what happened to the Neanderthals?

- modern humans remain the only survivors from the adventure out of which they were born

第三部分 人类的冒险

9。人类的诞生

- 非洲是人类的摇篮

- 他们还不是人类，但他们已经做出了石制工具

- 前人类大约二百万年前第一次开始走出非洲

- 第二次走出非洲的迁移浪潮再次开始

- 获得语言是成为人类的至关重要的一步

- 克罗马农开创现代人类

- 尼安德特人发生了什么事？

- 现代人类仍然是离开出生地冒险的唯一的幸运儿

10. Making the Human Brain

- the brain is constructed with neurons

- the cerebral cortex is the mysterious site of conscience

- it took six hundred million years for the animal brain to reach, in chimpanzees, a volume of 21.4 cubic inches

- in the human line, it took two to three million years for the brain volume to expand from 21.4 to 82.4 cubic inches

- the expansion of the human brain went through a number of successive plateaus

10。人类大脑的形成

- 大脑由神经元构成

- 大脑皮层是形成意识的神秘之地

- 动物的大脑花了6亿年的时间才达到，黑猩猩的21.4立方英寸体积

- 人类的大脑用了两到三百万年的时间,脑容量扩大到82.4立方英寸

- 人类的大脑扩大经历了多个停滞期

11. Shaping Our Genes

- hominization involved an astonishingly small number of individuals

- hominization probably started with bipedalism, which was selectively advantageous in the local terrain

- brain expansion dominated the second major stage of hominization

- the vagaries of environmental change probably guided the migrations that characterized the third stage of hominization

- hominization: chance or necessity? summit or stage?

11。塑造我们的基因

- 人类化竟然从少数几个灵长动物开始

- 人类化可能开始于两足行走，有利于当地的地形

- 人类化第二阶段以脑扩张为主

- 人类化第三阶段是以迁移来适应变幻莫测的环境

- 人类化：偶然还是必然？一次到位还是分阶段？

12. The cost of Success

- taking advantage of the powers of their brains, humans have proliferated beyond all measure and exploited a major part of the planet's resources for their own benefit

- the history of humanity is a perpetual succession of wars and conflicts

- the inordinate evolutionary success of the human species has been acquired at the expense of a severe deterioration of living conditions on Earth

- if it continues in the same direction, humankind is headed for frightful ordeals, if not its own extinction

12。成功的代价

- 人类利用他们的大脑的力量，已经超越一切限制遍布全球，并为自己的利益利用了地球上的大部分资源

- 人类的历史就是永恒的战争和冲突

- 人类进化极度成功是以地球上的生活条件严重恶化为代价的

- 如果不改变方向，人类正在走向可怕的痛苦，如果没有自我灭绝

13. Original Sin

- natural selection has indiscriminately privileged all the personal qualities that contribute to the immediate success of individuals

- natural selection has privileged traits favoring cohesion within groups and hostility among different groups

- natural selection has not privileged the foresight and wisdom needed for sacrificing immediate benefits for the sake of future

- orginal sin is none other than the fault written into human genes by natural selection

- the only possibility of redemption from genetic orginal sin lies in the unique human ability to act against natural selection

13。原罪

- 自然选择盲目地促成一切有助于个人的成功的优势积累

- 自然选择倾向于促成群体内部的凝聚和不同群体之间的敌意

- 自然选择没有远见和智慧，为了长远利益牺牲眼前的利益

- 原罪就是自然选择写进人类基因的错误代码

- 赎回遗传上的原罪只能依靠人类对抗自然选择的独特的能力

Part IV The Challenges of the Future

14. Option 1: Do Nothing

15. Option 2: Improve Our Genes

16. Option 3: Rewire the Brain

17. Option 4: Call on Religious

18. Option 5: Protect the Environment

19. Option 6: Give Women a Chance

20. Option 7: Control Population

复合体的“消噪”结构，是如何进化过来的。

将生物体功能的实现用量子理论进行解释的话，进化论该做如何的修正。

先有量子的进化，再有DNA的记录么？

哈哈，真好玩

如果Big Bang是对的话，那么量子力学在宇宙诞生之后10^(-40)秒左右就存在了并且统治了整个微观世界已达近137亿年。。。即便Big Bang不对，量子力学也是完全可以有根据的说自己至少是统治微观世界一极力量，并已统治达137亿年，因为这是人类现在所能看到的最远的区域。^_^