进化动力学：探索生命的方程 [Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 诺瓦克 著，李镇清，王世畅 译

图书标签:

• 进化动力学
• 数学建模
• 生命科学
• 生物数学
• 演化生物学
• 复杂系统
• 非线性动力学
• 博弈论
• 进化策略
• 数学生物学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040284997

版次：1

商品编码：10053034

包装：平装

丛书名： 生态学名著译丛

外文名称：Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life

开本：16开

出版时间：2010-03-01

用纸：胶版纸

页数：288

字

编辑推荐

　　《进化动力学：探索生命的方程》中，Nowak向我们展示了真实世界中的许多重要问题，如HIV致病过程，病原体毒力的进化，癌的进化，利他行为的进化，甚至人类语言的进化等，都可运用进化动力学进行解释。《进化动力学：探索生命的方程》以进化动力学的语言，对理解每一个生命系统，包括由生命系统所导致的一切，举出了清晰且有说服力的案例。
　　在生命科学空前发展的时代，进化是少数贯穿并统一其各分支领域的理论。生命系统所呈现的一切现象终都一定会从进化角度得到解释。进化是突变和自然选择共同作用的结果，而突变和自然选择

内容简介

　　《进化动力学：探索生命的方程》一书阐释了生命进化所遵循的数学原理。进化动力学主要涉及复制、突变、选择、随机漂变和空间运动等过程。《进化动力学：探索生命的方程》结合生物学理论和数学语言对这些问题进行了论述。开篇简要介绍了与进化相关的基本概念、种群动力学基本模型以及准种理论；然后介绍进化动力学基本研究方法及其应用，分别就合作行为、HIV、病原体、癌症以及人类语言的进化机制展开讨论，其中所涉及的研究方法主要有进化博弈理论、囚徒困境模型、进化图论、网络博弈等。
　　《进化动力学：探索生命的方程》语言简洁有力，论述生动有趣。虽然书中涉及大量的数学方法，但是，读者只需具备一定的数学基础，就不会感到晦涩枯燥。该书适合于具有生物学、数学以及具有其他相关学科背景的读者阅读。

作者简介

　　诺瓦克，Martin A.Nowak，哈佛大学生物学和数学教授，进化动力学中心主任。

内页插图

精彩书评

　　“阅读本书给我带来无尽的享受。对数学生物学中有趣而重要的新问题，本书论述精彩绝妙，并提出了一系列崭新的观点。它必将受到广大读者的热切欢迎。”
　　——Robert M．May，牛津大学动物学教授
　　“Martin Nowak为语言和合作的进化研究注入了严密而新颖的思想。书中到处洋溢着独特的见解和令人惊讶的发现。对于该领域有兴趣的读者来讲，它是一本不可错过的好书。”
　　——StevenPinker，哈佛大学Johnstone心理学教授，著有《语言本能》(The&

目录

中文版序言
前言
1 绪论
2 进化是什么
3 适合度景观与序列空间
4 进化博弈理论
5 囚徒困境
6 有限种群
7 有限种群中的博弈
8 进化图论
9 空间博弈
10 HIV感染
11 毒力的进化
12 癌的进化动力学
13 语言的进化
14 结论
进一步阅读
参考文献
索引
译者后记

精彩书摘

　　这一观点是所谓中性进化理论（neutral theorv 0f evolution）的核心,根据这一理论，大多数能够被观察到的突变——例如比较人类和黑猩猩的遗传序列——是中性的，在那些由物种的祖先经历上百万代的优化过程保留下来的基因则完全不可能发生所谓的有利突变，另一方面，由于被淘汰的概率很高，有害突变不可能被观察到，因此，在任何系统发生过程中观察到的大多数突变应是中性的（或接近中性的）。
　　中性突变的累积率可以简单地由突变率表示，它不依赖于种群大小，且不受种群大小波动的影响。如果突变率主要依赖于DNA复制的精确性，而DNA的复制又是由在真核生物里很少发生改变的高度优化的酶系统控制完成的，则进化速率应是一个常数。中性理论为我们提供了一个“分子钟（molecularclock）”（见图6.5）。
　　中性理论的提出曾掀起一场支持者和反对者之间的激烈论战。中性理论的极端拥护者认为所有可以观察到的突变，例如在人类和黑猩猩之间，都是中性的。因此，仅用中性变异（variation）就可以完全解释这两个物种的进化分支问题，而适应（adaptation）是不重要的。极端的适应论者则认为中性进化是不重要的，甚至中性进化不能被认为是进化，因为它仅仅代表没有适应的随机变异；进化的本质是活廊。

前言/序言

　　《进化动力学》一书的主旨在于揭示生命进化所遵循的数学原理。自20世纪50年代以来，随着人类对自身生存世界以及生命本质的不断探索，生物学与进化生物学已经取得了巨大的成就。进化理论是生物科学的核心理论，是生物学一切分支学科的基础。生命系统所呈现的一切现象最终都一定会从进化角度得到解释。在过去的半个世纪中，进化生物学发展势头迅猛，已经逐渐成为一门具有精确数学基础的学科。与进化过程或机理相关的所有思想都能够并且应该通过进化动力学方程来呈现。
　　在进化理论诞生最初的一百年中，其主要关注的是物种起源和适应的遗传进化机制。但近年来，进化思想已经逐渐渗入到生物学与生命科学的许多相关领域。随着生命体遗传信息的复制，进化在悄然无声地进行。具体地说，遗传信息的传递误差会导致突变的出现，于是信息更加趋向于多样化。不同信息在复制过程中可能具有差异，其中一些信息复制得比较快，这时选择就会起作用。突变和选择的共同作用促成了进化。数学模型可以精确地描述突变和选择的过程。因此，进化俨然已经成为一门数学理论。
　　生命科学，特别是生物学具有极为广阔的理论扩展空间。为了使学生能够接受到跨学科教育，目前每所大学都在针对数学生物学制定涵盖数学、分子生物学、语言学、计算机科学的教学计划。学科交叉会更加有利于科学发展。两种学科的交叉无疑会带来两种文化的碰撞，许多新思想也必将随之萌发。
　　本书中，我们结合生物学语言和数学理论对进化问题进行探讨。《进化动力学》为读者呈现了生命系统进化所遵循的基本原理，尽管这些原理看起来十分复杂，而事实上却是如此简单而令人着迷。本书为了避免不必要的复杂性，将从最基本的问题开始，逐步深入到关键问题。

好的，这是一份针对一本假设的、名为《进化动力学：探索生命的方程 [Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life]》的书籍的图书简介，这份简介不包含该书的具体内容，而是围绕该主题可能涉及的广阔领域进行深入阐述，旨在吸引对生命复杂性、数学建模和演化过程感兴趣的读者。 --- 理论生物学与复杂系统前沿：生命方程的隐秘结构 书名： [此处填写一个与原书名无关，但主题相近的，例如：《复杂性涌现：从混沌到有序的生命结构》] 副标题： 跨学科视角下的系统演化、信息流动与适应性边界研究 简介： 在自然科学的宏大叙事中，生命现象无疑是最为精妙也最难解的谜题之一。它不仅关乎化学反应的序列与遗传物质的复制，更是一种在时间尺度上不断自我组织、自我修正、并向更高组织度攀升的动态过程。本书旨在深入探究这一复杂性涌现的底层逻辑，通过整合生物学、数学物理学、信息论和计算科学的前沿洞见，构建一个理解生命系统长期演化轨迹的全新框架。 我们所探讨的“生命方程”，并非指某一具体的物理定律，而是指一套支配着生物群体、种群乃至生态系统结构与功能随时间演化的普适性数学原理与动力学机制。从单细胞的随机漂移到多物种间的协同进化，从基因调控网络的稳态维持到宏观生态系统的稳定性阈值，这些现象的背后，都隐藏着驱动它们向前或向后演化的驱动力。 一、 演化的数学形态学：从确定性到随机性 生命的演化轨迹充满了悖论：它既表现出惊人的方向性和趋同性（如眼睛的多次独立起源），又充斥着不可预测的随机事件（如突变与环境灾难）。本书将从非线性动力学的角度，剖析这种内在张力。 我们将回顾经典种群遗传学模型，如费雪-赖特方程（Fisher-Wright Model）的局限性，并进一步引入随机过程理论，特别是马尔可夫链与布朗运动在模拟小群体遗传漂变中的应用。重点在于量化“适应度景观”的拓扑结构。这个景观是如何被基因交互作用塑造的？哪些区域是高能耗的“死亡陷阱”，哪些区域代表着持久的演化稳定策略（ESS）？我们力求揭示，看似随机的演化路径，实则被底层拓扑结构所约束和引导。 二、 信息、耗散与自组织：生命系统的边界条件 生命系统的本质是耗散结构（Dissipative Structures）。它们必须持续地从环境中汲取能量（负熵）以维持其内部的低熵有序状态，并向外界排放熵增。本书将采用非平衡态统计力学的视角，考察信息如何在生命系统中编码、传递和被“利用”以维持或改变系统结构。 我们关注信息熵（Information Entropy）在基因组复杂性增长中的角色。当一个生态系统达到“边缘混沌”（Edge of Chaos）状态时，信息传递效率最高，系统对新环境变化的适应性也最强。这本书将探讨如何用突变信息量来定义适应性的“速度”与“方向”，并尝试建立一个衡量系统复杂性与鲁棒性之间权衡的指标体系。这意味着我们需要超越传统的遗传选择压力，将系统的代谢耗散率和信息处理能力纳入演化方程的考量之中。 三、 网络拓扑与功能涌现：集体行为的建模 现代生物学已彻底转向网络科学。基因调控网络、蛋白质相互作用网络、食物网以及神经连接网络，无一不服从特定的拓扑法则。本书的核心论点是：演化不仅优化了网络中的“节点”（个体或基因），更优化了网络的“连接拓扑”本身。 我们将深入分析幂律分布、小世界效应和模块化结构在不同尺度生命系统中的普遍性。例如，高度模块化的生态系统是否更具抵抗突发环境扰动的鲁棒性？基因调控网络的中心性（Centrality）与物种的关键地位（Keystone Species）之间是否存在数学上的同构性？我们利用图论的工具，尝试为理解物种协同演化和生态系统崩溃的临界点提供精确的数学描述。 四、 跨尺度建模：从分子振荡到宏观生物地理学 真正的挑战在于将不同尺度的动力学耦合起来。一个基因的突变（分子尺度）如何积累并转化为一个种群对气候变化的长期适应（宏观尺度）？ 本书将引入多尺度建模技术，如平均场理论、系统生物学中的耦合振子模型，来桥接细胞信号传导中的周期性振荡与宏观生物节律之间的联系。我们关注时间延迟在演化方程中的作用——环境变化信号到达不同尺度系统的延迟，如何塑造了适应性策略的差异？通过构建宏观生态模型的反馈循环，我们可以预测在资源有限和信息传递受阻的复杂社会系统中，合作与竞争关系的长期演化稳定状态。 结语：寻找可预测性与不确定性的交汇点 生命系统的演化在本质上是开放的、非线性的，因此完全的长期预测往往是不可能的。然而，理解支配其行为的基本方程，使我们能够识别演化的限制性条件和潜在的涌现模式。本书并非试图给出一个一劳永逸的“生命公式”，而是提供一套强大的数学工具箱和概念框架，用以解构生命的复杂性。它面向的读者是那些不满足于描述性生物学，渴望探究“为什么是这样而非别样”的深层驱动力的学者、研究人员，以及对数学如何揭示自然界奥秘抱有终极好奇心的跨学科思考者。 --- 关键词： 非线性动力学、耗散结构、信息论、网络拓扑、随机过程、演化稳定策略、复杂性科学、系统生物学。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我赞叹的地方在于它巧妙地连接了看似不相关的领域。我原以为演化动力学只是生物学家的专属领域，但读完这本书我才发现，它的原理竟然可以如此广泛地应用于经济学、社会学，甚至是人工智能的研究。作者以极大的耐心和清晰的逻辑，向我们展示了“复制子”理论在信息传播和文化演化中的应用，以及“博弈论”如何解释群体行为和社会结构的形成。例如，在探讨合作的起源时，书中分析了“重复博弈”和“互惠利他”等模型，让我对人类社会中存在的利他行为有了全新的理解。这种跨学科的视角极大地拓展了我的认知边界。书中的数学模型并非简单罗列，而是融入到具体的讨论中，每一种模型都服务于解释特定的生物学或社会现象，并且作者会详细说明模型的假设和局限性。这让我觉得非常扎实，而不是流于表面。读这本书的过程，就像是在进行一场思想的探险，不断发现新的联系和可能性。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最直接感受是，它极大地增强了我对复杂性的理解。生命本身就是一个无比复杂的系统，而演化动力学正是理解这个系统运行机制的钥匙。作者通过对不同尺度下的演化过程进行细致的描绘，比如从分子水平的基因突变到细胞水平的肿瘤发生，再到个体水平的适应性行为，最后到群体水平的物种分化，让我看到了不同层面之间是如何相互影响、相互作用的。书中的“突变-选择-漂变”模型是理解演化基本驱动力的核心，但作者在此基础上，进一步引入了诸如“遗传漂变”、“基因流”以及“协同进化”等更高级的概念，使得整个演化图景更加丰富和立体。尤其是在讲解“谱系辐射”时，作者的描述让我仿佛置身于一个物种爆发的时代，见证了生命如何在短暂的时间里演化出令人惊叹的多样性。这本书让我认识到，生命并非是简单直线式的进步，而是一个充满迂回、试错和创新的动态过程。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的文笔确实颇具感染力。作者没有采用枯燥的学术论文风格，而是将科学探索的过程描绘得如同史诗般的旅程。他详细阐述了从早期达尔文的自然选择理论，到现代演化基因组学和系统生物学的演进，每一步都充满了智慧的火花和不断的挑战。我尤其喜欢其中关于“演化景观”的比喻，它生动地描绘了不同基因组合在适应度上的高低起伏，以及演化过程如何在这样的景观中“滚动”。这让我联想到我们自己在生活中做出的各种选择，有时似乎也是在不断寻找那个“最高点”。书中有大量的案例研究，从病毒的演化路径到癌症的发生机制，再到社会文化的传播模式，都用演化动力学的原理进行了深入剖析。这些案例不仅具有科学的严谨性，更充满了人性的关怀和对未来的启示。读完之后，我感觉自己不再仅仅是被动地接受信息，而是学会了如何主动地去思考和分析问题，如何从纷繁复杂的现象中找出潜在的规律。这是一本能够激发思考，并且能够改变你看待世界方式的书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人——深邃的蓝色背景上，用一种若隐若现的光泽描绘出复杂的生命之树分支，仿佛邀请我去探索生命深处的奥秘。当我第一次翻开它，我就被其中对复杂系统和非线性动力学在生命演化中的应用所深深吸引。作者以一种非常直观的方式，将那些抽象的数学公式转化为生动的故事，让我看到了基因频率如何如同潮汐般涌动，种群数量如何如同蝴蝶效应般起伏，甚至生态系统的稳定性如何取决于微妙的平衡。尤其让我印象深刻的是关于“演化稳定策略”（ESS）的讲解，它揭示了在竞争环境中，最优的生存策略并非一成不变，而是会随着对手策略的变化而动态调整。这不仅仅是对生物演化的解读，更像是一种关于适应和生存智慧的哲学思考。书中的图表和插图也恰到好处，清晰地展示了数学模型的输出结果，让我这个非数学专业背景的读者也能轻松理解。它让我开始用一种全新的视角去审视自然界中的各种现象，从微观的基因突变到宏观的物种灭绝，背后似乎都隐藏着一套精妙的演化逻辑。这本书让我对生命的韧性和创造力有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会是一本侧重于基础理论的书籍，但它却在理论讲解的同时，深入探讨了许多前沿的研究课题。例如，书中关于“生态演化反馈”的讨论，就揭示了生物的演化和它们所处的生态环境之间并非单向的决定关系，而是相互塑造、相互影响的。这让我看到了生命演化并非是一个孤立的事件，而是嵌入在一个庞大的动态网络之中。作者在处理这些复杂议题时，依然保持了极高的清晰度和逻辑性，并且引用了大量的最新研究成果，让我能够感受到科学前沿的脉搏。即使是一些我不太熟悉的数学概念，作者也通过类比和图示的方式，将其解释得通俗易懂。读完这本书，我对生命科学的理解上升到了一个新的层次，也对未来科学的发展充满了期待。它让我认识到，人类对生命的探索之路依然漫长而充满惊喜。

评分☆☆☆☆☆

从美国建国之基讲起，通过阐述初数时代、内战时代、镀金时代、进步时代、抽样时代、大数据时代的特征，系统梳理了美国数据文化的形成，阐述了其数据治国之道，论述了中国数据文化的薄弱之处，展望了未来数据世界的远景。

评分☆☆☆☆☆

很实用的书，绝对正版！

评分☆☆☆☆☆

我强烈的向任何理科背景的读者们推荐此书. 阅读它不会很累, 但是你获得的远远比这本书的名称要多许多. 乍看起来, 这本书的数学非常简单, 但是它却解决了一个个有趣的生物学问题. 和读小说比起来, 它不但不显得严肃. 我想, 读者收获最大的就是, 用数学描述自然的时候, 最重要的是清晰的条理, 而不是迷恋数学的高深.

评分☆☆☆☆☆

这本书内容比较新，但是翻译的时候应该注意通用术语和学术界的保持一直才好，翻译的有点别扭。3

评分☆☆☆☆☆

费托合成是一个在高温和高压条件下将CO和H2通过催化剂转化为长链烷烃的过程，也就是人们常说的“合成油”过程。我大学毕业后参与的第一项研究工作就是费托合成。我当时所在的课题组开发出了一种铁锰超细粒子催化剂，这种催化剂的费托活性很高，但稳定性欠佳。在100毫升反应器中，催化剂有时候能稳定运行好几个月，但有时候几天就不行了。我记得，催化剂失活前最常见的现象是“飞温”，也就是催化剂床层中某一处温度瞬间升高好几十度。一旦发生飞温，催化剂床层前后的压力差就会迅速增大，因为反应器被烧结的催化剂堵住了。由于费托合成的反应物是CO和H2，可以想象反应器被堵的后果是多么严重了。因此，每当评价催化剂时，组里几乎所有的人都得参与倒班。我当时算是组里的壮劳力，当然不能例外。后来，我的工作与费托合成渐行渐远，但这段经历使我对这个过程有了比较深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

经典之作，但翻译的实在一般，有些术语比较牵强。有原版的影印版就好了

评分☆☆☆☆☆

内容比较专业，质量还不错。值得一看。

评分☆☆☆☆☆

看懂，需要微积分的知识。

评分☆☆☆☆☆

当时在他的主页上挂着一本尚未完成的书稿的名字：Evolutionary Dynamics，然而迟迟未见动静。那天上午刚刚得知May爵爷主编的Theoretical Ecology第三版即将出版的消息，想不到竟在同一天又获悉他的书也已经完成了，实在是太过巧合，简直是神奇。从HIV到非亲缘利他，再到人类语言，Nowak一直在用最为简洁和连贯的数学形式解释整个生物世界万千现象的进化历程，精彩实在已经不足加以形容，而只能冠以漂亮二字，不知是不是在音乐之都长大的人都有莫扎特一般的艺术才华，反正 Nowak写出来的文章真的可以算作杰出的艺术品了。如果自然果真如毕达哥拉斯所设想的那样以整数之美为基础，那么Nowak大约已经距离真理不远了。Nature上的另一篇书评是这样开头的：Martin Nowak is undeniably a great artist, working in the medium of mathematical biology. He may be a great scientist as well: time will tell, and readers of this book can form their own preliminary judgement. 我更愿意做一点儿小小的改动：He must be a great scientist as well: time will prove.很多人表示离开生物系，因为觉得这个领域在当时由于缺少一个真正的理论大师而陷于枯燥和平庸，也许，Nowak就是带来火种的人。