可畏的對稱（走進科學殿堂物理篇）

《可畏的對稱（走進科學殿堂物理篇）》是2005年出版的圖書，作者是張孔譯。

基本介紹

• 書名：可畏的對稱（走進科學殿堂物理篇）
• 作者：張孔譯
• ISBN：9787302103950
• 定價：25元
• 出版時間：2005-4-15
• 裝幀：平裝

圖書簡介

本書是科普圖書，曾被翻譯為多種語言，深受世界各國讀者喜愛。
科學家們以對稱性作為指導原則，並深信這是揭示自然基礎設計秘密的鑰匙。本書將當代物理學難以置信的發現以簡單生動的方式講述出來，介紹愛因斯坦和他的追隨者通過近一個世紀的努力所構造的近代物理學基礎理論的框架。
本書第一部分從藝術、 建築、科學到物理學的弱作用宇稱不守恆等方面探討對稱性與建築設計到自然界基礎規律的設計的關係；第二部分介紹愛因斯坦在創立相對論的過程中所得出的“對稱性指揮設計”的觀點；第三部分介紹對稱性在認識和詮釋量子世界中所取得的成果；第四部分介紹楊-米爾斯規範理論並將對稱性思想再次引入物理學基礎的舞台，在此基礎上進一步探索“最終設計”及遇到的問題。

圖書信息

作者：張孔譯
ISBN：9787302103950
定價：25元
印次：1-1
裝幀：平裝
印刷日期：2005-4-15

前言

一百多年前沒有人知道什麼是基因、什麼是鹼基、什麼是染色體。但是，自古流傳至今的“種瓜得瓜，種豆得豆”，“龍生龍，鳳生鳳”等民間諺語，足以說明我國古代勞動人民對生命遺傳現象早已有了一些朦朧的認識。在西方，古希臘希波克拉底（Hippocrates）時代之前，人們就已經察覺到了某些疾病在家族中代代相傳的現象。如在公元1500年以前，猶太教人在一種“割禮”中，發現某些教徒有家族性“出血不止”的現象，隨後就在猶太教的《法典》中刪除了“割禮”條例。 總體而言，人類對於生命現象本質的認識在很長的一段時期內還是相當膚淺的，沒有人知道精子和卵子在受精過程中的確切作用，但人類探索生命奧秘的腳步從來沒有停止過。

1859年出版的達爾文的《物種的起源》一書，徹底地否定了長期統治生物學領域的“神創論”，《物種的起源》以唯物的觀點解釋自然界發生的“物競天擇，適者生存”的現象，論述了生物界普遍存在著“變異”現象，認為變異的基本原因是生存條件的變化。生物不僅有變異性，而且有遺傳性。1856年，經典遺傳學鼻祖、奧地利科學家孟德爾開始進行豌豆雜交實驗，並發現和總結出了兩大遺傳規律，即著名的分離定律和自由組合定律，並在1900年被重新發現和確立。1902年，薩通（Sotton）和博維里（Boveri）等正式提出了染色體理論，認為“遺傳因子”就位於染色體上。1909年，約翰森（Johannsen）將遺傳因子定義為“基因”(gene)。1910年，美國科學家摩爾根和他的助手在果蠅試驗中，發現了連鎖定律和交換定律，這兩大定律彌補了孟德爾分離定律和自由組合定律所不能解釋的遺傳性狀，孟德爾和摩爾根所發現和創立的三大遺傳定律成為人類生命科學研究的基石。

人們有時往往喜歡用“往事不堪回首”來談論過去，但是回首過去的一百年，生命科學可謂燦爛輝煌，英雄輩出。穆勒的輻射遺傳學研究、麥克林托克的基因“跳動”研究等，極大地推動了人類生命科學研究的發展，豐富了人類對生命現象本質的認識。1953年，沃森和克里克兩位年輕的科學家成功地發現了DNA雙螺旋分子模型結構，從而第一次將DNA的真實面目展現在世人的眼前。這項里程碑式的發現使DNA一舉取代蛋白質而成為“統治”生命的物質基礎，而這種化學物質至少在35億年前就已經存在了。1957年，克里克又提出了後來被稱為“中心法則”的遺傳信息傳遞路線，即DNA→RNA→蛋白質，再整合到亞細胞、合成細胞、合成有機體。生命現象的本質就這樣被越來越多地揭示了出來。在DNA雙螺旋分子模型結構發現後的50多年時間裡，除了沃森、克里克和威爾金斯共同獲得了1962年的諾貝爾生理學和醫學獎外，以DNA分子雙螺旋結構模型為“基石”的有關基因研究，還誕生出了一大批具有世界影響和劃時代意義的科學成果，同時造就了一大批享譽世界的科學家。

以往我們對許多疾病的認識大多停留在表面現象上，正是由於認識了基因，人類才開始越來越多地發現和認識到，包括腫瘤在內的絕大多數疾病都可能是一種基因水平上的疾病。生殖細胞或受精卵中的基因一旦發生突變就會產生各種可以一代一代往下傳遞的遺傳病，如我們現在已知的6000多種單基因病、多基因病、染色體病、線粒體病和體細胞遺傳病，等等。20世紀70年代以後，分子醫學幾乎滲透到了生命科學研究的每一個“角落”，從疾病的診斷，到疾病的治療和預防，特別是於1990年啟動的、全球科學家首次大規模合作完成的人類基因組計畫，讓我們進一步更加清晰地認識了自己。現在我們不僅知道了人類只有3萬個左右的基因，而且還“解密”了許多條染色體；同時發現了包括諸如癌症和糖尿病等複雜疾病的相關基因，基因診斷、基因治療技術也呈現出了前所未有的發展前景。

20世紀的最後十年，生命科學和生物技術研究浪潮迭起，充滿生機，新學說、新發現、新技術異彩紛呈，不斷有新的科學發現令人激動和感嘆。進入21世紀，人類基因組計畫的完成以及後續功能基因組、結構基因組和蛋白質組計畫的實施，必將更加深刻地影響和改變我們未來的生活，如通過揭示蛋白質結構及其功能，將有望成為人類有效控制癌症、愛滋病、帕金森氏病、老年痴呆症、糖尿病等各種疑難病的“利劍”。

令人感到欣慰的是，基因組學、生物信息學、分子生物學與生物化學、細胞和發育生物學、神經生物學、動植物區系的系統演化與協同進化，以及重大疾病相關基因的識別等已經成為我國生命科學基礎研究的優先發展領域。20世紀90年代以來，中國的生命科學研究得到了長足的發展，研究水平在整體上有了明顯的提高，建立起了從基礎生物學研究領域到套用研究領域的完整體系。特別是近五年來，在“973”計畫、“863”計畫、國家自然科學基金以及國家知識創新工程等的強力持續支持下，中國科學家近年來相繼取得了一批高水平的、令世界矚目的研究成果。

自孟德爾發現並提出兩大遺傳規律後的一百多年時間裡，基因和以基因為載體的研究始終是生命科學研究與技術發展的核心與前沿，世界各國的科學家們一直在努力尋找基因、定位基因、分離基因、認識基因、操作基因、開發基因與利用基因，並因此而形成了一系列新的學科與技術產業。在基因組學研究這一前沿領域，除參與完成了人類基因組計畫的1%測序任務外，我國科學家還向國際公共資料庫貢獻了近千條人類新基因的全長cDNA，為基因識別做出了貢獻。水稻基因組的結構和功能解析是我國基因組研究的一個里程碑式的工作，而鉤端螺旋體等多種微生物的全基因組測序等工作，也使我國科技人員的研究工作躋身於國際先進水平。近年來，在與醫學相關的功能基因組和蛋白質組研究方面，我國科學家充分發揮我國獨有的人類遺傳資源優勢，在多個重要疾病致病基因的定位和克隆方面取得了一系列突破性進展。人類生命科學的發現之旅也同樣留下了中國科學家的足跡。

本書謹以《話說基因》為題對百年來有關基因研究的一系列重要事件和重大進展，特別是近年來我國科學家所取得的高水平的研究成果作了通俗的介紹，但因受時間和條件等方面的限制，難以面面俱到，如有遺漏或不當之處敬請讀者予以諒解。書中所引用的數據和資料都來自公開出版物，受篇幅所限未一一列出，在此謹向原作者表示感謝。中國科學院《科學時報》社主任記者潘鋒在本書的編撰過程中做了大量的工作，並根據本書的編寫要求，在寫作上努力使文字和語言更加通俗易懂；同時將國內外的最新研究成果及時收錄在了書中。中國醫學科學院腫瘤研究所細胞生物與分子生物學研究室徐寧志研究員在本書的編撰過程中，承擔了大量的審定工作，確保了此書的科學性。

以《院士科普書系》的形式系統地向人們，特別是向青少年朋友普及介紹生命科學知識是一件很有意義的工作。想一想，一百年前，基因還只不過是一個用英文字母所代表的遺傳性狀的符號；而僅時隔50年，沃森和克里克就描述出了DNA的雙螺旋分子結構模型，揭示了DNA分子就是基因的物質基礎。生命是美好的，生命的美源於DNA的美。在DNA雙螺旋分子模型結構發現後的50年，最令人激動的一件事就是全世界科學家精誠合作，完成了人類全基因組的測序。又有誰能預料，在未來的50年裡還將會出現哪些奇蹟呢？生命世界充滿著神奇和奧秘，等待著我們去認知、去探索。希望在於探索，尤其在於年輕人的投入和發現。

目錄

前言

1基因“聖人”1

1.1種豌豆的孟德爾2

1.2果蠅成就摩爾根10

1.3生命的羅塞達石碑24

1.4英雄輩出的時代432基因是什麼59

2.1基因與DNA59

2.2細“看”基因64

2.3基因的複製與表達68

2.4基因突變70

2.5基因興奮劑74

2.6基因研究的“淘金”樂園783人類染色體85

3.1父母各給了我們23條染色體86

3.2染色體畸變90

3.3“解密”染色體大步向前984生命科學登月計畫123

4.1杜伯克的建議123

4.2兼容並蓄，精誠合作126

4.3人類基因解剖圖130

4.4多國參與，十年歷程137

4.5公私競爭，提前“撞線”142

4.6萬里長征第一步148

4.7“人類基因組計畫”宣言150

4.8未來的道路152

5單基因病158

5.1常染色體顯性遺傳病159

5.2常染色體隱性遺傳病1666性連鎖遺傳病182

6.1X連鎖顯性遺傳病183

6.2X連鎖隱性遺傳病184

6.3Y連鎖遺傳病1947多基因病195

7.1嘌呤作亂，痛風難除197

7.2微笑列車，關愛“兔唇”198

7.3葉酸與神經管畸形200

7.4高血壓與糖尿病202

7.5腫瘤與遺傳207

7.6環境與遺傳2148染色體病219

8.1伸舌樣痴呆——先天愚型220

8.2終身不孕——Turner224

8.3終身不育——小睪丸症226

8.4“超雌”和“超雄”227

8.5“三大一空”的脆性X呆傻人228

9基因診斷231

9.1最精確的診斷方法231

9.2PCR——劃時代的跨越23610生物晶片，掌上實驗室242

10.1生物晶片243

10.2基因晶片,身手不凡246

10.3健康指南252

10.4新世紀的朝陽產業26411基因治療，幾多磨難幾多希望270

11.1何謂基因治療271

11.2基因治療載體273

11.3基因治療有效嗎280

11.4基因治療安全嗎282

11.5基因治療，步履艱難286

11.6腫瘤的基因治療策略29412後基因組時代任重道遠305

12.1模式生物，功能基因組學研究好幫手307

12.2開發人類基因組的DNA多態性資源313

12.3測序技術發展提升基因轉錄表達

及調控研究水平319

12.4面對海量數據不再束手無策32413蛋白質組學，征程路漫漫329

13.1更為複雜的研究329

13.2新藥研發新理念336

14中國前進的腳步341

14.1“973”惡性腫瘤發生與發展基礎研究343

14.2鼻咽癌易感基因定位於4號染色體346

14.3克隆牙本質不全、高頻耳聾基因349

14.4鑑定家族性房顫致病基因351

14.5三種病原微生物基因組測序完成353

14.6發現兒童白內障致病基因356

14.7率先解析出SARS冠狀病毒

蛋白質晶體結構357

14.8破解“短指”世紀之謎35915民以食為天362

15.1水稻基因測序取得階段性成果364

15.2成功分離水稻分櫱“開關”370

15.3破解光合作用機理375

15.4家蠶基因組“框架圖”繪製完成379