無論由于突發(fā)的氣候或地質(zhì)災(zāi)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(huì)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(gè)新的居住星球,甚至可能是一個(gè)新的太陽系。在這本引人入勝的書中,梅森教授認(rèn)為,這樣做是我們的道義責(zé)任。他提出了一項(xiàng)雄心勃勃的詳細(xì)科學(xué)計(jì)劃,即人類500年太空基因計(jì)劃。
梅森教授曾擔(dān)任7個(gè)NASA空間任務(wù)的首席研究員,通過對(duì)太空宇航員血液、骨骼、基因等變化的研究,以翔實(shí)的一手資料和前沿的生物科技為基礎(chǔ),把科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)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(gè)階段面臨的生物科學(xué)、宇航科學(xué)和圍繞人類身體的諸多挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)之道,其中的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)多于科幻作品中描述的內(nèi)容。這項(xiàng)計(jì)劃,不僅會(huì)對(duì)世代飛船中的人類產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,也反哺著我們今天和未來的地球人類。
本書知識(shí)密集而深刻,設(shè)想大膽而燒腦,你準(zhǔn)備好接受一場(chǎng)頭腦風(fēng)暴的挑戰(zhàn)了嗎?
1.NASA首席科學(xué)家梅森教授力作,華大集團(tuán)CEO尹燁、浙江大學(xué)教授王立銘、科學(xué)作家卓克、約翰斯??霍普金斯大學(xué)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(xué)顧問潘麓蓉、北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授竇非、第一代基因宇航員斯科特·凱利、天文學(xué)家莎拉??西格、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授喬治·丘奇、麻省理工學(xué)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(chǎng)宏大敘事。
3.現(xiàn)實(shí)版《流浪地球》,預(yù)測(cè)未來最好的方法就是創(chuàng)造它。梅森教授通過對(duì)太空宇航員血液、骨骼、基因等變化的研究,以翔實(shí)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(yuǎn)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(zèng)送未來500年1米全景脈絡(luò)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(shí),這本書尚未在美國出版。我問在約翰斯·霍普金斯大學(xué)讀神經(jīng)科學(xué)的女兒:“你怎么評(píng)價(jià)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(jìn)行了視頻會(huì)議,Mason博士給我發(fā)來了本書平裝本的封面設(shè)計(jì)方案——在紅色的火星暮靄中,一個(gè)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(fù)責(zé)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(gè)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(xué)、基因組學(xué)和生物工程相結(jié)合的科普作品,作者M(jìn)ason博士曾擔(dān)任七個(gè)NASA任務(wù)的首席研究員。這本書以翔實(shí)的第一手資料和最前沿的生物科技為基礎(chǔ),把科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)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(gè)階段面臨的生物科學(xué)、宇航科學(xué)和圍繞人類身體的諸多挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)之道,其中的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)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(xué)、基因組學(xué)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(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)表彰的突破性成就,具備相當(dāng)強(qiáng)的專業(yè)性。為便于讀者閱讀和體會(huì)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(diǎn)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(dāng)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(xué)和生物制藥的重要性。這個(gè)時(shí)候,閱讀這本獨(dú)一無二的“生命科學(xué)+宇航科學(xué)+500年人類太空探索硬科學(xué)(幻)”著作,有助于讀者在星辰大海的暢想中,系統(tǒng)學(xué)習(xí)現(xiàn)代生命科學(xué)和基因組學(xué)的相關(guān)知識(shí)。
難能可貴的是,這本書除了具備時(shí)間和宇航醫(yī)學(xué)上的深度與廣度,Mason博還擁有科學(xué)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(jì)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(huì)在下一版中對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充,他還贊揚(yáng)了中國宇航事業(yè)為火星計(jì)劃帶來的積極作用。在本書中,他在多處提及中國科學(xué)家在癌癥CAR-T基因治療方面的實(shí)踐,華大基因的人類基因組計(jì)劃,以及對(duì)“那個(gè)猛犸象”雕塑的贊嘆。在視頻會(huì)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(gè)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(shí)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(gè)鬼臉。
感謝約翰斯·霍普金斯醫(yī)學(xué)院生物物理學(xué)與生物物理化學(xué)教授肖杰,她拿到本書電子版全文后,對(duì)全文內(nèi)容進(jìn)行了批注、審校。感謝Mason的博士Li Sheng教授,他在百忙之中對(duì)部分章節(jié)提出了修改建議。拿到本書預(yù)印本的浙江大學(xué)王立銘教授,看完后和我說:“Fantastic,我正計(jì)劃寫一本與本書討論的話題類似的書。”王立銘教授在得到上的系列醫(yī)學(xué)課和《巡山報(bào)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(tuán)的CEO尹燁博士閱讀完本書預(yù)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(dāng)下,這部從生命科學(xué)角度思考、探索真實(shí)宇宙的作品,著實(shí)讓我耳目一新”的贊譽(yù)。本書的其他幾位預(yù)讀推薦人,科普作家卓克、計(jì)算生物學(xué)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(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授竇非,分別從科普、宇航科學(xué)和生命科學(xué)的專業(yè)范疇,給出了專業(yè)的點(diǎn)評(píng)。在流量經(jīng)濟(jì)的閱讀時(shí)代,我們堅(jiān)信,一本嚴(yán)肅、有趣、燒腦的科學(xué)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(xué)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(duì)我而言,高性能計(jì)算和人工智能的結(jié)合,對(duì)生命科學(xué)中藥物發(fā)現(xiàn)和基因組科學(xué)具有推動(dòng)作用,需要更系統(tǒng)地理解未來人類自身和生命科學(xué)的挑戰(zhàn),而女兒所學(xué)的專業(yè)剛好屬于生命科學(xué)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(duì)國內(nèi)生命科學(xué)、航天科學(xué)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(yàn)。
本書的編輯曾問我:“如果用一句話推薦本書,您會(huì)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(jì)算”時(shí)引用的那個(gè)出自魯迅先生的句子,于是,我改動(dòng)了其中的兩個(gè)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(xué)家和生物信息學(xué)家,曾擔(dān)任過7個(gè)NASA任務(wù)的首席研究員。他是康奈爾大學(xué)威爾醫(yī)學(xué)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(xué)院ISP項(xiàng)目及哈佛醫(yī)學(xué)院的空間遺傳學(xué)聯(lián)盟任職。
譯者
何萬青
博士,阿里云高性能計(jì)算負(fù)責(zé)人,曾在英特爾公司長期從事高性能計(jì)算對(duì)科研和工程客戶的技術(shù)支持工作,熱衷科普,有公眾號(hào)“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(xué)。
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(yīng)
回到地球
未來任務(wù)
基因防護(hù)
02工程師的職責(zé)召喚
熵眼鏡
藍(lán)圖
生存道義倫理
星際移民批判
03第一階段:功能基因組學(xué)全貌(2010—2020年)
生物遺傳密碼——基因組
基因:生命遺傳因子
細(xì)胞與基因組
由微生物群落繪制元基因組圖譜
太空基因測(cè)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(jì)基因組(2021—2040年)
人類細(xì)胞設(shè)計(jì)
基因組設(shè)計(jì)
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(jì)
展望未來
05第三階段:人類和細(xì)胞工程的長期試驗(yàn)(2041—2100年)
逆轉(zhuǎn)失明的基因療法
重編程細(xì)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(xué)抵御輻射
人類的第一個(gè)備份
06第四階段:為太空孕育新人類(2101—2150年)
細(xì)胞混合療法
綠葉海天牛——跨物種基因混合
人類光合作用——足有兩個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)大的綠巨人
生物間移動(dòng)基因和半基因
細(xì)胞七十二變
擺脫生育之痛——完全的父母自由
為太空設(shè)計(jì)人類
07第五階段:新家園合成生物學(xué)(2151—2200年)
宇航員的微生物
未知的一半
合成生物學(xué)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(qiáng)感知
為新星球設(shè)計(jì)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(qiáng)
09第七階段:測(cè)試世代飛船,棲居嚴(yán)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(fēng)險(xiǎn)
選擇我們的新家
世代飛船倫理學(xué)
光速下的生物學(xué)
遙遠(yuǎn)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(dòng)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(fèi)米和大過濾理論
西格方程、生物標(biāo)記和光譜探測(cè)
定居土衛(wèi)六
新地球上的基因守護(hù)
成功的定向進(jìn)化
機(jī)械生命獲得知覺
11第九階段:向第二個(gè)太陽進(jìn)軍(2401—2500年)
遵守生存道義的社會(huì)
普適而持續(xù)的生物工程
守護(hù)根基——基因信托
基因正道——區(qū)分治療與增強(qiáng)
個(gè)體、代際和行星際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分
基因增強(qiáng)的危險(xiǎn)
面向行星和細(xì)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(jìn)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