生命究竟起源于何處?種種跡象與研究表明,生命的源頭或許并不在地球上,而可能在宇宙之中。本書作者是星云中繼假說的提出者。這是解釋生命起源的一個較新的模型。作者在書中以追溯地球生命的起源為線索,通俗地介紹了宇宙與生命起源的關(guān)系,并依據(jù)新的科學(xué)研究結(jié)論,介紹了化學(xué)起源說、宇宙胚種論、星云中繼假說等生命起源假說,帶領(lǐng)讀者窺探科學(xué)家在搜尋地外生命方面所做的工作。本書逐步引導(dǎo)讀者踏入天體生物學(xué)領(lǐng)域,在空間生命探索與研究的前沿視角下,重新審視生命起源這一古老而前沿的問題。
1.用有趣的話題講述了天體生物學(xué)的概況與研究現(xiàn)狀。本書以尋求生命起源為線索,從生命是什么生命的物質(zhì)基礎(chǔ)生命起源的種種假說空間生命探索宇宙宜居條件等角度介紹了天體生物學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。
2.從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)角度解讀了泛種論星云中繼假說等假說的提出背景、假說模型、驗證方法及新進(jìn)展。
3.講述了科學(xué)假說的提出與驗證方法,在趣味話題中為讀者介紹了科學(xué)的思考與研究方法。
馮磊,中科院紫金山天文臺副研究員、博士生導(dǎo)師、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會會員。慕尼黑工業(yè)大學(xué)、羅切斯特大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等高校和科研院所訪問學(xué)者。 主要從事暗物質(zhì)間接探測和宇宙線物理方面的研究。到目前為止共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文55篇,共計獲得國內(nèi)外同行2300多次引用。主持國家自然科學(xué)基金面上項目一項,青年基金一項;江蘇省自然科學(xué)基金面上項目一項。作為項目骨干參與973基金和國家重點研發(fā)計劃三項。
自序
第 1章 生命是什么 / 001
1.1 生命的最小單位細(xì)胞 / 003
1.2 生命的模塊有機(jī)分子 / 006
1.2.1 蛋白質(zhì) / 006
1.2.2 核糖核酸和脫氧核糖核酸 / 009
1.2.3 中心法則與 RNA 世界假說 / 012
1.3 物種起源與進(jìn)化論 / 013
1.4 天體生物學(xué) / 017
1.4.1 科幻作品中的地外生命和 UFO / 017
1.4.2 現(xiàn)代天體生物學(xué) / 019
第 2章 生命的物質(zhì)基礎(chǔ) / 023
2.1 宇宙的演化與原初核合成 / 024
2.2 恒星的演化與核合成 / 030
2.2.1 中小質(zhì)量恒星的演化 / 032
2.2.2 大質(zhì)量恒星的演化、超新星爆發(fā)與宇宙射線 / 033
2.2.3 中子星并合與超鐵元素的產(chǎn)生 / 038
2.3 太陽系的形成與演化 / 041
第3章 化學(xué)起源說 / 046
3.1 化學(xué)起源說的提出 / 047
3.2 從無機(jī)分子到有機(jī)生命的過程 / 051
3.2.1 從無機(jī)分子到有機(jī)小分子 / 051
3.2.2 從有機(jī)小分子到有機(jī)大分子 / 053
3.2.3 從有機(jī)大分子到多分子體系 / 054
3.2.4 原始生命的誕生 / 055
3.3 關(guān)于化學(xué)起源說的一點討論 / 057
第4章 宇宙胚種論 / 061
4.1 生命的空間生存問題 / 063
4.1.1 嗜極生物 / 063
4.1.2 生物的空間生存實驗 / 066
4.2 輻射胚種論 / 067
4.3 隕石胚種論 / 069
4.4 定向胚種論 / 073
4.5 贗胚種論 / 077
4.6 關(guān)于宇宙胚種論的一點討論 / 083
第5章 星云中繼假說 / 087
5.1 星云中繼假說概覽 / 089
5.1.1 第 一階段:原始生命在太陽的前身恒星系統(tǒng)中誕生 / 092
5.1.2 第二階段:原始生命在原太陽星云中生存和繁衍 / 094
5.1.3 第三階段:太陽系的形成與生命的地球時代 / 096
5.2 分子云生命的生物能量學(xué) / 098
5.2.1 分子云中產(chǎn)甲烷生命的生化反應(yīng) / 100
5.2.2 由宇宙射線電離氫分子驅(qū)動的生物能量學(xué)機(jī)制與化學(xué)滲
透假說的起源 / 102
5.3 分子云中的生物分子手征性 / 106
5.4 關(guān)于星云中繼假說的一點討論 / 109
5.4.1 和宇宙胚種論的異同 / 109
5.4.2 模型預(yù)言和地外生命 / 110
5.4.3 小結(jié) / 111
第6章 搜尋地外生命 / 113
6.1 電磁波信號 / 114
6.2 隕石 / 118
6.3 火星 / 120
6.3.1 火星的湖泊 / 124
6.3.2 生物標(biāo)志物與火星甲烷分子 / 126
6.4 金星 / 128
6.5 木衛(wèi)二 / 130
6.6 土衛(wèi)六 / 134
6.7 旅行者號與太陽系外的征途 / 137
第7章 系外行星與費米悖論 / 142
7.1 系外行星 / 143
7.2 行星宜居性 / 146
7.2.1 恒星特征 / 147
7.2.2 行星特征 / 151
7.2.3 宜居帶 / 153
7.2.4 系外宜居行星 / 154
7.3 費米悖論 / 156
第8章 宇宙與生命 / 161
8.1 太陽的威脅 / 163
8.2 系內(nèi)天體的威脅 / 165
8.3 超新星爆發(fā)和伽馬射線暴的威脅 / 177
第9章 總結(jié) / 181