無論由于突發(fā)的氣候或地質災難、戰(zhàn)爭、傳染病,還是數十億年的太陽滅亡,地球上的生命都會不可避免地走向終結。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,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容。這項計劃,不僅會對世代飛船中的人類產生深遠影響,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,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,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容。
在翻譯這本書的過程中,我們發(fā)現,書中有大量關于生物信息學、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,系統學習現代生命科學和基因組學的相關知識。
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,書中統計的全球發(fā)射的人造天體數目,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想。“我有十年的中國簽證,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,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合,對生命科學中藥物發(fā)現和基因組科學具有推動作用,需要更系統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生命科學、航天科學還是科幻領域的讀者來說,都能產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
太空診斷設備
人類基因組的最終圖譜
04第二階段:初步設計基因組(2021—2040年)
人類細胞設計
基因組設計
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
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)
驅動發(fā)現的雙引擎: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