牛津通識讀本：分子（中文版）

化學造就我們人類，化學創造了自然界的一切。“化學”和“合成”給人們的負面印象一時還很難消除，但“分子”暫時還沒有沾染到這樣的色彩。通過理解我們自身在分子層面的本質，也許我們才能開始欣賞化學所提供的一切，並且去領悟爲何有些物質毒害我們而有些物質治癒我們。 正因爲如此，作者名義上寫的是關於分子的簡介，卻很大程度上只着重於生命的分子，即生物化學。作者想說明的是，那些控制着我們人體的分子層面的過程，其實與化學家或者叫“分子科學家”想要創造的區別不大。實際上兩者的界限正變得越來越模糊，因爲我們已經在技術領域使用天然的分子，同時又在用合成的分子來保存那些我們看作“天然”的東西。

一個30年前初中生物和化學（約等於一無所知）知識的人來說，讀本書不可能輕鬆，讀了兩遍也只能說對通識的內容瞭解了些皮毛。 說下閱讀體驗，因爲知之甚少第一遍基本上越往後面閱讀停頓的越頻繁，那我如何繼續的呢？找一本無閱讀障礙的書籍穿插閱讀，減少本書閱讀的疲憊感但也所剩不多。第二遍閱讀明顯比第一遍連貫，兩本書的橫跳明顯減少，會發現第一遍讀漏的地方，不懂的地方仍有，兩次閱讀都需藉助百度AI。 爲什麼這麼難，還要繼續呢？通識類讀物不就是彌補常識類的不足嗎？如果身體受傷有個洞我們一定會想辦法修補，知識也是。雖無百年可活，以有涯隨無涯，怠以。但無窮世界，多瞭解萬萬分之一也是活到老學到老進步的妙事。 合上書，作者將本書命名爲分子而不是化學的原因，應該是他更想描述的是一個邏輯和原理， 如果你只認爲“蠟燭燃燒是化學”，那就辜負了作者的苦心，他更想告訴我們的是 “我們需要知道的是鳥飛行的原理從而有了飛機“，他也提到了諾貝爾，這位研發炸彈發了大財的科學家，創立諾貝爾獎也是爲了彌補他的研發對人類帶來的傷害的問題，我想也是作者對於科學的”邊界“的態度，可掌握了一項技術如何使用不是一個人能決定的。對於人類和自然的研究看起來進展緩慢，你也就知道天坑專業爲何是天坑專業了，書中對於一些科學家的猜想，創立了學科但研究10年無絲毫進展，10年那需要多少資源的投入（填坑？天坑）啊。。。 想一想，對於前沿科學家，研究的發現都好似在沙灘上撿起了一粒沙，我們還有什麼通識是不能去努力讀一讀的呢？哈哈哈。

作者大手筆，從分子的角度，看物質世界。爲什麼它不是從原子或者量子角度看世界，作者構思頗有哲理。說白了它就像看一個圖片分辨率大小及照相機所用鏡頭的類型有關，例如，是廣角還是顯微鏡頭。因此，它顯然與認知層次有關。 例如，“理解生命的分子基礎，與其說是要去搞懂生命分子都是些什麼，不如說是要理解生命分子相互間做些什麼。生命的分子本性並不是一場陳列，而是一支舞蹈”。如何理解此舞蹈，這是本書作者所描述重點或者看點。 例如講，“分子生物學的困難之處與理論物理學並不相同。它的概念並不陌生、抽象，或者在數學上很艱深。分子生物學之所以困難，是因爲同時發生的事情太多。當我們的分子機器運轉錯誤時，我們會有驚嚇甚至休克的反應，但更驚人的是它竟然還是完全可以運轉。分子機器經常如此，它設計的目標就是要十分牢靠，以面對這個世界的變遷。分子機器裏有檢查點，有安全機制，有備用預案，還有細緻的記錄存檔。沒有任何人造機器能達到細胞這般縝密的組織程度”。 上說白了，生物學分子考究是活的東東。 簡單說，“很多關於人體功能的問題都可以在分子生物學的層級上得到回答。當然了，也有很多不能這樣解答的問題，它們多是最有意思的生物學問題”。 本書精彩之處，就是從整體上對於生物大分子，分子材料（例如碳納米管），分子與能量關係（從熵角度看世界及糖代謝，光合作用）, 分子馬達（分子鑷子-與激光有關納米技術，天然納米技術）, 生物學大如何傳遞信息：分子通信，特別是其中對於藥物分子研究令化學開始成爲一種過程的科學。 它包括對分子郵件，例如，稱爲激素認知，它是如何激發細胞？另外，激素最多隻能敲細胞的大門而已，尤其是那些多肽和蛋白質分子激素？其也下游G蛋白 GPCR關係，另外它與包括第二信使可能是非cAMP的其他小分子誘導各種離子通道及其反饋到大腦稱神經元上信號等這些謎團？ 其中，有很多種不同的分子都可以作爲神經遞質。有的是簡單的氨基酸，如甘氨酸和穀氨酸，或者是它們的衍生分子，如血清素和多巴胺等。 “G蛋白通路就是一種將膜外化學信息傳遞到膜內的有效方式，還能在過程中放大信號。細胞的格言是：能用則用”。 今年諾貝爾獎就是與其中快感或者痛感信號傳遞有關。因爲，“神經信號轉導是藥物的一種常見作用目標—可能起到有益的作用，也可能有害，也可能令人愉悅，或者依賴於劑量而發揮所有這三種效果”。 例如，稱爲抑制劑物質，其中“包括甘氨酸和γ—氨基丁酸（GABA）。我們的意識是刺激和抑制之間複雜的交互作用，神經元會權衡它從各個鄰居那裏收到的不同信號，來決定自身是否應該激發”。 而在“超分子化學”中，合成“模仿細胞的部分分子通信過程產生了興趣。“他們的動機有很多。藥物研發經常要編造一個良好的僞裝，使得合成分子能夠冒充成天然分子，且更容易與受體結合，從而阻礙或者引發一種生物化學信號”。 例如，設計“人工鼻子”, 還有例如，“冠醚則是模仿纈氨黴素的合成物質，它們同樣也是環形，也能在中間的空洞結合金屬離子”。簡單說，“超分子化學，本質上正是談論用鬆散的聯繫把分子結合起來，又可以使它們解離成各個部分”。書中精華內容，大多都在分子信息這一章。 從上面邏輯上，它自然關係“化學計算機：分子信息”此章內容。它涉及排除了，因爲了解基因組就可以搞定一切胡說。因爲“人體中充滿了各種並非靠基因組編碼的分子，基因組所編碼的只有蛋白質而已，甚至還編得有點雜亂、不完整。關於組成細胞膜的脂類，基因組什麼都沒說，更沒提到這些脂類會如何在物理動力的作用下聚集成層狀、環狀和球狀"。 “基因也不會告訴我們神經信號如何工作，大腦如何利用精確定時的電脈衝序列來編碼思想和感覺。也沒有哪個基因是關於骨骼、牙釉質的。說基因組是細胞之書，就像是說字典是話劇《等待戈多》之書。它全部都在裏面了，但你卻無法由此推導及彼”。 認識到某些讀者之不服，因爲其不認爲合成碳水化合物密碼是人類認知完全空白等，這也不稀奇。 另外，分子遺傳學只是“向我們展示了利用分子進行計算是可能的。計算無非就是信息的存儲、傳輸和處理，而基因機器可以完成所有這些。......它還“存在着一種‘生命有機體的分子邏輯’”。而“而真正的分子邏輯含義更加確切：它不僅要求一個分子可以影響另一個分子的行爲，還要求它們能以清楚嚴格的方式傳輸並操作經過編碼的信息”。 例如，“人們至今尚未完全理解一個特定的蛋白質序列會如何摺疊它的鏈。也就是說，我們還不能夠僅憑基因的序列就推斷基因的功能（雖然我們有時可以大致猜到）”。並且，“人類基因組的第一幅草圖裏面還充滿着目的不明的基因，特別是今天，剪切、拼接、複製以及合成核酸的蛋白質機制爲我們提供了基因生物技術的重要工具，能夠操縱基因組已經不難”。 其中，“每個核苷酸都與它的互補位置相匹配，一直能讓上千個鹼基對相互匹配。這種程序化自組裝正體現了超分子化學的一個重要目標”構成生物學分子之特殊。 “通過將金屬或半導體的納米晶體組裝成有秩序的陣列，來製造更小的電子器件，遠小於當今用來製造硅芯片的傳統微細加工技術所製造出的器件”。而希望“研發出一種很小的多肽分子，能夠識別不同種類的半導體，並粘接在其表面。這種多肽可以“感覺到”半導體晶體表面的原子是怎樣組織的”。 在研究分子邏輯及DNA計算之書中數節中提到，由於單分子能夠用作“分子計算機”的導線。分子電子學這一領域就此誕生，並且根據有機分子實現了數個開關的互連，製造出了電控制的邏輯門。 ...“這種裝置的輸入不是電信號，而是化學信號，產生的是光信號輸出。也就是說，它能夠根據“化學信號”究竟是“開”是“關”，即兩種化學物質是否存在，來改變自身的光發射行”。原則上，DNA計算能夠迅速地找出“最優”的解答。....。 簡單說，讀本書可以理清及理解現代分子生物學中一些核心問題之大套路。它對於例如，神經科學信號傳遞與識別過程之大思路，一目瞭然。 它精簡薄，肯定值得收藏。 感謝微信讀書，它是2021讀完第191 本書。 今天也是三末：週末，月末，年末，統統抹去。明天一過，你來，我來，他來，一起迎接未來，讀更多好書。 2022年新年快樂，身體健康，萬事如願！[Rose][Rose][Rose]

#牛津通識讀本 本書是《Nature》編輯、科普作家菲利普·鮑爾的作品，他把複雜的科學機理通過有趣的方式表達出來，語言幽默，可讀性強，強烈推薦。 本書講的是分子層面的化學，不過作者坦誠，化學作爲一門學科正在走向衰落，正在從兩端被侵蝕，它自己卻很醒目地在學科變化中缺席了。從最基礎的一側看，化學正在朝物理學演變，科學家正在運用量子力學的底層邏輯對化學現象進行分析，這也就意味着化學也走到了盡頭。從較複雜的一側看，它又變成了生物學，生物學家正在擴大自己的地盤，研究細胞的分子機理。 本書前半段作者簡要講了化學的發展史，從柏拉圖對應於4個正多面體的“四元素”說，到包法利夫人自殺用的毒藥致命機制，到苯的環狀結構，到奧克託今（Octogen, 高熔點炸藥 HMX) 威力巨大的化學機制。 本書後半段基本上講的都是生物大分子在生命中的機制，講薛定諤認爲“生命是一種負熵”，講線粒體制造ATP，且線粒體其實是20億年前侵入我們單細胞遠祖、並構成共生關係的一個細菌。講人體內信息傳遞的兩種機制，一種是古老的接觸式G蛋白機制，另一種是較晚才形成的電信號傳導機制。這都告訴我們，生命曾經經歷的35億年滄桑都寫在我們的身上。 本書最後寫了如何利用生物分子通信和DNA遺傳機制，來開發分子馬達、分子計算機、治療癌症等，前景可期，非常有趣。再次強烈推薦。

理科和文科最大的區別：前者燒腦，後者鬧心。 自從闊別了理科生的隊伍，這算是第一次主動迴歸，有一種複習高考理綜的感覺。化學和生物都是我的理科強項，原來只是覺得比物理生動形象，實驗有聲有色，現在看，其實這一切都要歸功於“可視化”的這個概念。這兩個學科都是通過“視覺傳達”，給人以最直觀的感受和理解。 “興趣是最好的老師”，因爲感興趣，所以書裏的內容既是回顧和複習高中已經瞭解的內容，又是對未知領域的初識，讀起來津津樂道。 分子就像是爲化學、生物學和物理學建造的橋樑，將物化生手拉手地緊緊結合在了一起。比如：分子化學、細胞生物學、凝聚態物理學，就如同三個兩兩相交的圓。當然，像數學、醫學、藥學、基因工程、航天工程、材料工程、機械工程、通信工程、計算機，亦或是分子料理和護膚彩妝美容等領域，都與分子理論息息相關的。 這本通識讀本，打破了國內常規教科書那種“先拋概念，後舉例解釋”的那種結構。而是，在講述和舉例的過程中，將理論和應用順理成章地融合在一起。利用打井式的遞進方式，將內容越挖越深，並且串聯在一起，最後形成一個個環環相扣的知識團簇。在理解性閱讀的基礎上，加以歸納總結，同時對於諸多新晉知識進行查漏補缺，是一種增加記憶深度的過程。 分子的生化是一種科技的發展，是一種人類的進步，也是一種戰爭的威脅。當分子能夠被人爲干預的那天起，世界就在向着不可預知的未來在發展。都說“水能載舟，亦能覆舟”，這個創造性的學科，既藝術又奇特還危險，而底線則是衡量其優劣的唯一標準。

他們僅憑着“顛熱鍋”的辦法就造出了第一例合成塑料、合成染料和合成藥物，這真是奇蹟。 仔細想想看，從古至今，人類哪一種重大發明/發現不是憑運氣呢？ 火，青銅，鐵，瓷，絲，美洲。。。。。。 整個兒感覺就是一路通關打怪撿寶。 言歸正傳，這是一本不錯的小冊子，終於搞清楚分子是什麼了。 有一個道理對我很重要，現象都是分層級的，我們不可能只考慮發生在第一梯級上的事情，然後就理解所有梯級上的事情。首先這是正確的，分子組成系統之後，系統會湧現一些新的特性，比如靈魂就是一種湧現，是人體+能量+時間組成的系統的湧現，抽出其中一種，系統坍塌，靈魂就將不存在。其次，這說明最上梯級的信息可能無法完全的傳導到第一梯級，這說明靠意念殲滅分解脂肪分子來減肥的方法，可能不行💔。

✔，20230729(1687本漢譯英)《牛津通識讀本：分子（中文版）》-菲利普•鮑爾_7.9萬_ 補充閱讀資料2.9萬_複習54分鐘

分子是具備化學意義的最小單元。生命有可能僅僅只是分子及分子間的關係而已。

把一些基本概念講明白了，對於非專業，只想瞭解一些知識，很好

名副其實的“通識”，有80%的知識點之前接觸過，雖然我不是化學或生物專業，但讀這本書比同系列的那些文論快了十倍。也許以前此類科普書看得太多的緣故？