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译者序

生命浩茫连广宇

我从出版社接到 The Next 500 Years:Engineering Life to reach new worlds 这本书的样章时,这本书尚未在美国出版。我问在约翰斯·霍普金斯大学读神经科学的女儿:“你怎么评价这本书?”她答道:“非常震撼!”

本书英文精装版于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进行了视频会议,Mason博士给我发来了本书平装本的封面设计方案——在红色的火星暮霭中,一个宇航员面向星辰大海的背影。由于这本书的精装本大受欢迎,负责即将出版的平装本的编辑说:“我们给橘色的空间增加了两个星球,看起来有趣极了,这本书一定能大卖!”据我所知,这是第一本将航天医学、基因组学和生物工程相结合的科普作品,作者Mason博士曾担任七个NASA任务的首席研究员。这本书以翔实的第一手资料和最前沿的生物科技为基础,把科学家的严谨务实和星辰大海的愿景通过10年、20年、50年、100年的跨度铺开,铺陈每一个阶段面临的生物科学、宇航科学和围绕人类身体的诸多挑战和应对之道,其中的挑战远多于任何一部硬科幻作品中描述的内容。

在翻译这本书的过程中,我们发现,书中有大量关于生物信息学、基因组学和基因工程的专业论述,有很多是近些年来诺贝尔生理学或医学奖表彰的突破性成就,具备相当强的专业性。为便于读者阅读和体会到Mason博士在讲述过程中的故事性,我们添加了必要的译者注。在目录部分,我们用易于理解的比喻,帮助读者形成自己的故事逻辑,这一点在本书第4章,围绕CRISPR革命性的基因剪刀的论述中,表现得最为突出。在新冠肺炎疫情依然威胁着人类健康和公共卫生的当下,RNA新冠疫苗的研发,让全世界更多的人了解到生命科学和生物制药的重要性。这个时候,阅读这本独一无二的“生命科学+宇航科学+500年人类太空探索硬科学(幻)”著作,有助于读者在星辰大海的畅想中,系统学习现代生命科学和基因组学的相关知识。

难能可贵的是,这本书除了具备时间和宇航医学上的深度与广度,Mason博士还拥有科学家宏大的人类共同体视野。2021年4月,本书英文版出版,书中统计的全球发射的人造天体数目,尚未涵盖中国近两年发射的天宫系列飞行器。为此Mason博士承诺,一定会在下一版中对此进行补充,他还赞扬了中国宇航事业为火星计划带来的积极作用。在本书中,他在多处提及中国科学家在癌症CAR-T基因治疗方面的实践,华大基因的人类基因组计划,以及对“那个猛犸象”雕塑的赞叹。在视频会议中,Mason博士表示,他非常希望能够来中国和同行们交流,讲述这个未来全人类的构想。“我有十年的中国签证,我之前常去上海和杭州。”说这句话的时候,Mason博士仿佛忘了我们都还身处疫情之下,而他可爱的女儿突然在视频中出现,从他后面做了个鬼脸。

感谢约翰斯·霍普金斯医学院生物物理学与生物物理化学教授肖杰,她拿到本书电子版全文后,对全文内容进行了批注、审校。感谢Mason的博士Li Sheng教授,他在百忙之中对部分章节提出了修改建议。拿到本书预印本的浙江大学王立铭教授,看完后和我说:“Fantastic,我正计划写一本与本书讨论的话题类似的书。”王立铭教授在得到上的系列医学课和《巡山报告:如何理解一种全新疾病》都非常精彩,我非常期待这本书能催生更精彩的内容。华大集团的CEO尹烨博士阅读完本书预印本电子版后,第二天一早就洋洋洒洒写下“在元宇宙概念大火的当下,这部从生命科学角度思考、探索真实宇宙的作品,着实让我耳目一新”的赞誉。本书的其他几位预读推荐人,科普作家卓克、计算生物学家潘麓蓉博士、爱太空科技创始人、航天科普作家白瑞雪,以及北京师范大学生命科学学院教授窦非,分别从科普、宇航科学和生命科学的专业范畴,给出了专业的点评。在流量经济的阅读时代,我们坚信,一本严肃、有趣、烧脑的科学著作,更需要专业的解读和推荐。

这本书是我和在美国约翰斯·霍普金斯大学就读的女儿,隔空合作翻译的第二本书。我们既是翻译者,也是受益的读者。对我而言,高性能计算和人工智能的结合,对生命科学中药物发现和基因组科学具有推动作用,需要更系统地理解未来人类自身和生命科学的挑战,而女儿所学的专业刚好属于生命科学的范畴。我们合力将这本烧脑、专业、有趣的书翻译出来,相信这本书无论对国内生命科学、航天科学还是科幻领域的读者来说,都能产生一种可遇而不可求的阅读体验。

本书的编辑曾问我:“如果用一句话推荐本书,您会选择哪句话呢?”我想起了自己2014年第一次在HPC China上分享“三体和高性能计算”时引用的那个出自鲁迅先生的句子,于是,我改动了其中的两个字:

生命浩茫连广宇,

于无声处听惊雷!

何万青
2022年2月20日
于北京冬奥会闭幕式之夜

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附图1 关于太空探索和人类定居的近期任务。任务按目标位置分组,包括低地轨道、月球、火星、小行星、外层行星、系外行星。航天任务的详细信息在每一行中都进行了突出显示

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附图2 辐射风险和辐射水平。对期限不同的任务和所需承受辐射的预估,包括医疗程序、对各种天体的影响、具体的空间任务、NASA推荐的宇航员限值,以及对地面辐射的相关建议

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附图3 宇航员面临的风险。根据不同的任务,按高、中、低对风险进行区分。涵盖任务1~6的具体内容,以及宇航员将在哪里执行任务、执行任务的时间、健康情况等

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附图4 人体氨基酸生物合成的途径和步骤:重新设计人体生物合成途径,以尽可能少的步骤生产所有氨基酸。黑线表示人类已经存在的步骤,蓝灰线表示源自其他物种的基因。没有外圈的绿色圆圈表示“非必要”步骤

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附图4 人体氨基酸生物合成的途径和步骤:重新设计人体生物合成途径,以尽可能少的步骤生产所有氨基酸。黑线表示人类已经存在的步骤,蓝灰线表示源自其他物种的基因。没有外圈的绿色圆圈表示“非必要”步骤(续)

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附图5 已发现的系外行星的具体情况。1989年以来,人们已发现4000多颗系外行星。未来,我们可能会在这些行星上定居(注:冥王星在2006年被降级为矮行星,矮行星还包括阋神星、妊神星、鸟神星和谷神星)

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附图6 发射到太空的物体数量和其目前的状态。例如,位于轨道,在轨道上减速,故意脱离轨道,位于地心轨道,已被回收,围绕太阳运转,处于静止状态

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附图7 发射到太空和地球以外的物体位置:1959年以来,人们发现了月球、金星、火星、爱神星和龙宫星等

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附图8 发射到太空的人造物体数量。包括俄罗斯、美国、中国、日本、法国、印度、英国、德国、欧洲航天局(ESA)等

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附图9 所有确定的系外行星的位置和相似性。无论从银河系的顶部(左)还是从银河系的侧面(右)来观察,大多数可用于生成飞船定居的推定系外行星都在距离地球约几百帕秒(1帕秒=3.26光年,帕秒的缩写为pc)的范围内。各种行星的ESI可以根据平衡温度、密度、太阳通量、半径和逃逸速度等指标来计算。最高质量的候选行星≥0.9,次级候选行星小于0.9但大于或等于0.8,低质量的候选行星<0.8

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附图10 基于位置和相似性的最佳细胞外世界。候选行星的ESI与它们和地球的距离。各种行星的ESI可以根据平衡温度、密度、太阳通量、半径和逃逸速度等指标来计算。最高质量的候选行星≥0.9(蓝色),次级候选行星小于0.9但大于或等于0.8,低质量的候选行星<0.8(白色)。圆形图中的填充行表示相对值,浅灰色表示数据缺失 xLu1mb7AKroZVE8ktIb45qo7iMW6daU+9LCaardDvZIM7RORXMYp/ITtXa1gYeY5

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