無論由于突發(fā)的氣候或地質(zhì)災難、戰(zhàn)爭、傳染病,還是數(shù)十億年的太陽滅亡,地球上的生命都會不可避免地走向終結(jié)。為了避免滅絕,我們將不得不尋找一個新的居住星球,甚至可能是一個新的太陽系。在這本引人入勝的書中,梅森教授認為,這樣做是我們的道義責任。他提出了一項雄心勃勃的詳細科學計劃,即人類500年太空基因計劃。
梅森教授曾擔任7個NASA空間任務的首席研究員,通過對太空宇航員血液、骨骼、基因等變化的研究,以翔實的一手資料和前沿的生物科技為基礎(chǔ),把科學家的嚴謹務實和星辰大海的愿景通過10年、20年、50年、100年、500年的跨度鋪開,鋪陳每一個階段面臨的生物科學、宇航科學和圍繞人類身體的諸多挑戰(zhàn)和應對之道,其中的挑戰(zhàn)遠多于科幻作品中描述的內(nèi)容。這項計劃,不僅會對世代飛船中的人類產(chǎn)生深遠影響,也反哺著我們今天和未來的地球人類。
本書知識密集而深刻,設(shè)想大膽而燒腦,你準備好接受一場頭腦風暴的挑戰(zhàn)了嗎?
1.NASA首席科學家梅森教授力作,華大集團CEO尹燁、浙江大學教授王立銘、科學作家卓克、約翰斯??霍普金斯大學教授肖杰、愛太空科技創(chuàng)始人白瑞雪、全球健康藥物研發(fā)中心科學顧問潘麓蓉、北京師范大學生命科學學院教授竇非、第一代基因宇航員斯科特·凱利、天文學家莎拉??西格、哈佛大學醫(yī)學院遺傳學教授喬治·丘奇、麻省理工學院教授馬諾利斯·凱利斯推薦作品。
2.并非所有人都能穿越星際,但這不妨礙我們集體仰望星空。如何阻止地球生命的消亡?人類將如何在新家園繁衍生息?人類從地球文明邁向星際文明的一場宏大敘事。
3.現(xiàn)實版《流浪地球》,預測未來最好的方法就是創(chuàng)造它。梅森教授通過對太空宇航員血液、骨骼、基因等變化的研究,以翔實的一手資料和前沿的生物科技為基礎(chǔ),通過10年、20年、50年、100年、500年的跨度鋪開,其中的挑戰(zhàn)遠多于任何一部科幻作品中描述的內(nèi)容。
4.精美包裝,精美四色彩圖,隨書贈送未來500年1米全景脈絡圖。
生命浩茫連廣宇
我從出版社接到The Next 500 Years:Engineering Life to reach new worlds這本書的樣章時,這本書尚未在美國出版。我問在約翰斯·霍普金斯大學讀神經(jīng)科學的女兒:“你怎么評價這本書?”她答道:“非常震撼!”
本書英文精裝版于2021年4月上市。到了2021年11月,我和作者Christopher Mason博士第一次在Zoom進行了視頻會議,Mason博士給我發(fā)來了本書平裝本的封面設(shè)計方案——在紅色的火星暮靄中,一個宇航員面向星辰大海的背影。由于這本書的精裝本大受歡迎,負責即將出版的平裝本的編輯說:“我們給橘色的空間增加了兩個星球,看起來有趣極了,這本書一定能大賣!”據(jù)我所知,這是第一本將航天醫(yī)學、基因組學和生物工程相結(jié)合的科普作品,作者Mason博士曾擔任七個NASA任務的首席研究員。這本書以翔實的第一手資料和最前沿的生物科技為基礎(chǔ),把科學家的嚴謹務實和星辰大海的愿景通過10年、20年、50年、10年的跨度鋪開,鋪陳每一個階段面臨的生物科學、宇航科學和圍繞人類身體的諸多挑戰(zhàn)和應對之道,其中的挑戰(zhàn)遠多于任何一部硬科幻作品中描述的內(nèi)容。
在翻譯這本書的過程中,我們發(fā)現(xiàn),書中有大量關(guān)于生物信息學、基因組學和基因工程的專業(yè)論述,有很多是近些年來諾貝爾生理學或醫(yī)學獎表彰的突破性成就,具備相當強的專業(yè)性。為便于讀者閱讀和體會到Mason博士在講述過程中的故事性,我們添加了必要的譯者注。在目錄部分,我們用易于理解的比喻,幫助讀者形成自己的故事邏輯,這一點在本書第4章,圍繞CRISPR革命性的基因剪刀的論述中,表現(xiàn)得最為突出。在新冠肺炎疫情依然威脅著人類健康和公共衛(wèi)生的當下,RNA新冠疫苗的研發(fā),讓全世界更多的人了解到生命科學和生物制藥的重要性。這個時候,閱讀這本獨一無二的“生命科學+宇航科學+500年人類太空探索硬科學(幻)”著作,有助于讀者在星辰大海的暢想中,系統(tǒng)學習現(xiàn)代生命科學和基因組學的相關(guān)知識。
難能可貴的是,這本書除了具備時間和宇航醫(yī)學上的深度與廣度,Mason博還擁有科學家宏大的人類共同體視野。2021年4月,本書英文版出版,書中統(tǒng)計的全球發(fā)射的人造天體數(shù)目,尚未涵蓋中國近兩年發(fā)射的天宮系列飛行器。為此Mason博士承諾,一定會在下一版中對此進行補充,他還贊揚了中國宇航事業(yè)為火星計劃帶來的積極作用。在本書中,他在多處提及中國科學家在癌癥CAR-T基因治療方面的實踐,華大基因的人類基因組計劃,以及對“那個猛犸象”雕塑的贊嘆。在視頻會議中,Mason博士表示,他非常希望能夠來中國和同行們交流,講述這個未來全人類的構(gòu)想!拔矣惺甑闹袊炞C,我之前常去上海和杭州!闭f這句話的時候,Mason博士仿佛忘了我們都還身處疫情之下,而他可愛的女兒突然在視頻中出現(xiàn),從他后面做了個鬼臉。
感謝約翰斯·霍普金斯醫(yī)學院生物物理學與生物物理化學教授肖杰,她拿到本書電子版全文后,對全文內(nèi)容進行了批注、審校。感謝Mason的博士Li Sheng教授,他在百忙之中對部分章節(jié)提出了修改建議。拿到本書預印本的浙江大學王立銘教授,看完后和我說:“Fantastic,我正計劃寫一本與本書討論的話題類似的書!蓖趿€懡淌谠诘玫缴系南盗嗅t(yī)學課和《巡山報告:如何理解一種全新疾病》都非常精彩,我非常期待這本書能催生更精彩的內(nèi)容。華大集團的CEO尹燁博士閱讀完本書預印本電子版后,第二天一早就洋洋灑灑寫下“在元宇宙概念大火的當下,這部從生命科學角度思考、探索真實宇宙的作品,著實讓我耳目一新”的贊譽。本書的其他幾位預讀推薦人,科普作家卓克、計算生物學家潘麓蓉博士、愛太空科技創(chuàng)始人、航天科普作家白瑞雪,以及北京師范大學生命科學學院教授竇非,分別從科普、宇航科學和生命科學的專業(yè)范疇,給出了專業(yè)的點評。在流量經(jīng)濟的閱讀時代,我們堅信,一本嚴肅、有趣、燒腦的科學著作,更需要專業(yè)的解讀和推薦。
這本書是我和在美國約翰斯·霍普金斯大學就讀的女兒,隔空合作翻譯的第二本書。我們既是翻譯者,也是受益的讀者。對我而言,高性能計算和人工智能的結(jié)合,對生命科學中藥物發(fā)現(xiàn)和基因組科學具有推動作用,需要更系統(tǒng)地理解未來人類自身和生命科學的挑戰(zhàn),而女兒所學的專業(yè)剛好屬于生命科學的范疇。我們合力將這本燒腦、專業(yè)、有趣的書翻譯出來,相信這本書無論對國內(nèi)生命科學、航天科學還是科幻領(lǐng)域的讀者來說,都能產(chǎn)生一種可遇而不可求的閱讀體驗。
本書的編輯曾問我:“如果用一句話推薦本書,您會選擇哪句話呢?”我想起了自己2014年第一次在HPC China上分享“三體和高性能計算”時引用的那個出自魯迅先生的句子,于是,我改動了其中的兩個字:
生命浩茫連廣宇,
于無聲處聽驚雷!
何萬青
作者
克里斯托弗·梅森(Christopher E. Mason)
著名遺傳學家和生物信息學家,曾擔任過7個NASA任務的首席研究員。他是康奈爾大學威爾醫(yī)學院(Weill Cornell Medicine)教授,并在Meyer癌癥中心、斯隆·凱特琳癌癥中心、耶魯法學院ISP項目及哈佛醫(yī)學院的空間遺傳學聯(lián)盟任職。
譯者
何萬青
博士,阿里云高性能計算負責人,曾在英特爾公司長期從事高性能計算對科研和工程客戶的技術(shù)支持工作,熱衷科普,有公眾號“四維碎片”。
何佳茗
畢業(yè)于北京四中,現(xiàn)就讀于約翰斯·霍普金斯大學。
引言 人類的萌芽
01第一批基因宇航員
宇航員的基因損傷
太空旅行的意外反應
回到地球
未來任務
基因防護
02工程師的職責召喚
熵眼鏡
藍圖
生存道義倫理
星際移民批判
03第一階段:功能基因組學全貌(2010—2020年)
生物遺傳密碼——基因組
基因:生命遺傳因子
細胞與基因組
由微生物群落繪制元基因組圖譜
太空基因測序
太空診斷設(shè)備
人類基因組的最終圖譜
04第二階段:初步設(shè)計基因組(2021—2040年)
人類細胞設(shè)計
基因組設(shè)計
裁剪基因——CRISPR革命
疾病和表觀基因組編輯
編輯滅絕物種的基因
胚胎編輯與設(shè)計
展望未來
05第三階段:人類和細胞工程的長期試驗(2041—2100年)
逆轉(zhuǎn)失明的基因療法
重編程細胞的基因療法
面向太空的基因防御
地球之外
通過基因抵御輻射
通過表觀遺傳學抵御輻射
人類的第一個備份
06第四階段:為太空孕育新人類(2101—2150年)
細胞混合療法
綠葉海天!缥锓N基因混合
人類光合作用——足有兩個網(wǎng)球場大的綠巨人
生物間移動基因和半基因
細胞七十二變
擺脫生育之痛——完全的父母自由
為太空設(shè)計人類
07第五階段:新家園合成生物學(2151—2200年)
宇航員的微生物
未知的一半
合成生物學的根源
最低限度的生活必需品
重新編碼基因組和新的遺傳密碼
跨物種器官
道德抹消
增強感知
為新星球設(shè)計新眼睛
08第六階段:拓展生命的極限(2201—2250年)
生命的極限
人造夜與晝
原生代人類
娛樂性基因增強
09第七階段:測試世代飛船,棲居嚴酷世界(2251—2350年)
世代飛船的挑戰(zhàn)
距離、能源和介質(zhì)
生理和心理風險
選擇我們的新家
世代飛船倫理學
光速下的生物學
遙遠的食物
原材料
醫(yī)療和藥物
廢物回收處理
10第八階段:定居新地球(2351—2400年)
驅(qū)動發(fā)現(xiàn)的雙引擎:行星與基因
系外行星地獄
原子光譜搜星
煉獄行星
天堂般的宜居星球
德雷克、費米和大過濾理論
西格方程、生物標記和光譜探測
定居土衛(wèi)六
新地球上的基因守護
成功的定向進化
機械生命獲得知覺
11第九階段:向第二個太陽進軍(2401—2500年)
遵守生存道義的社會
普適而持續(xù)的生物工程
守護根基——基因信托
基因正道——區(qū)分治療與增強
個體、代際和行星際的風險評分
基因增強的危險
面向行星和細胞的基因選擇自由
太空中的胚胎發(fā)育
宜居行星匹配App
我們的類地行星伴侶
行星基建工程
星際之間的定向進化
12第十階段:樂觀的未知(2500年后)
新視野
地球家園謝幕
離開太陽系
凝望宇宙盡頭
無限的潛力
最終的使命